論文の概要: Spin-to-Charge conversion with electrode confinement in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.09027v1
• Date: Fri, 20 Aug 2021 07:16:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 23:11:44.820348
• Title: Spin-to-Charge conversion with electrode confinement in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンドの電極閉じ込めによるスピン-チャージ変換
• Authors: Liam Hanlon, Lachlan Oberg, Yun Heng Chen, and Marcus W. Doherty
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、量子力学、通信、計算に幅広い可能性を持つ。 その利用の鍵は、光スピンコントラストがどれほど大きいか、スピン状態の読み出しの関連性にある。 外部電極の使用と低温に依存するスピン・ツー・チャージプロトコルとのコントラストを改善するための新しいメカニズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond has a wide range of potential applications in quantum metrology, communications and computation. The key to its use lies in how large the optical spin contrast is and the associated fidelity of spin state readout. In this paper we propose a new mechanism for improving contrast with a spin-to-charge protocol that relies on the use of an external electrode and cryogenic temperatures to discretize the diamond conduction band for spin-selective resonant photoionization. We use effective mass theory to calculate the discrete eigenenergies in this new system and use them to formulate a new spin-to-charge protocol that involves resonant photoionization out the NV ground state into the diamond conduction band. The major sources of broadening are also addressed which guide the design of the experiment. With this mechanism we theorise an optical spin contrast that and an associated spin readout fidelity of 85%. This significant improvement can be applied to a number of cryogenic quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの窒素空洞(nv)中心は、量子計測、通信、計算において幅広い応用可能性を持っている。 その使用の鍵は、光スピンコントラストの大きさとスピン状態の読み出しの忠実さにある。 本稿では, スピン選択共振光イオン化のためのダイヤモンド導電バンドを識別するために, 外部電極の使用と低温を利用したスピンチャージプロトコルとのコントラスト改善機構を提案する。 我々は実効質量理論を用いて、この新しい系の離散エネルギーを計算し、NV基底状態からダイヤモンド伝導帯への共鳴光電離を含む新しいスピン-電荷プロトコルを定式化する。 実験の設計を導くために、拡張の主要な源泉も取り組まれている。 この機構により、光スピンコントラストを理論化し、関連するスピン読み出し忠実度は85%である。 この大幅な改善は、多くの低温量子技術に適用できる。

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