論文の概要: Zero- and Low-Field Sensing with Nitrogen Vacancy Centers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.10537v2
• Date: Wed, 2 Feb 2022 20:39:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 05:30:24.799769
• Title: Zero- and Low-Field Sensing with Nitrogen Vacancy Centers
• Title（参考訳）: 窒素空洞を用いたゼロ・ローフィールドセンシング
• Authors: Philipp J. Vetter, Alastair Marshall, Genko T. Genov, Tim F. Weiss, Nico Striegler, Eva F. Gro{\ss}mann, Santiago Oviedo Casado, Javier Cerrillo, Javier Prior, Philipp Neumann and Fedor Jelezko
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、容易にアクセス可能で正確な磁場センサである。 我々は、NV中心の完全なスピン=1$の性質を利用して、ゼロフィールドとローフィールドで核スピン信号を検出する。 我々の研究は、ゼロおよびローフィールド状態における磁場センサとして、NV中心をより広く、より単純な応用を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Over the years, an enormous effort has been made to establish nitrogen vacancy (NV) centers in diamond as easily accessible and precise magnetic field sensors. However, most of their sensing protocols rely on the application of bias magnetic fields, preventing their usage in zero- or low-field experiments. We overcome this limitation by exploiting the full spin $S=1$ nature of the NV center, allowing us to detect nuclear spin signals at zero- and low-field with a linearly polarized microwave field. As conventional dynamical decoupling protocols fail in this regime, we develop new robust pulse sequences and optimized pulse pairs, which allow us to sense temperature and weak AC magnetic fields and achieve an efficient decoupling from environmental noise. Our work allows for much broader and simpler applications of NV centers as magnetic field sensors in the zero- and low-field regime and can be further extended to three-level systems in ions and atoms.
• Abstract（参考訳）: 長年にわたり、ダイヤモンドの窒素空隙(nv)中心を容易で正確な磁場センサとして確立するために、多大な努力がなされてきた。 しかし、ほとんどのセンシングプロトコルはバイアス磁場の応用に依存しており、ゼロまたはローフィールド実験での使用を妨げている。 我々はNV中心のスピンS=1$自然を利用してこの制限を克服し、線形偏光マイクロ波場を用いてゼロおよびローフィールドで核スピン信号を検出する。 この方法では従来の動的デカップリングプロトコルが失敗するため、新しいロバストなパルスシーケンスと最適化されたパルスペアを開発し、温度と弱い交流磁場を感知し、環境騒音からの効率的なデカップリングを実現する。 我々の研究は、ゼロフィールドおよび低磁場領域の磁場センサとして、より広くより単純なnvセンターの応用を可能にし、さらにイオンと原子の3レベルシステムにまで拡張することができる。

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