論文の概要: Vector DC magnetic-field sensing with reference microwave field using
perfectly aligned nitrogen-vacancy centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00506v2
- Date: Mon, 13 Dec 2021 12:21:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 04:42:25.606389
- Title: Vector DC magnetic-field sensing with reference microwave field using
perfectly aligned nitrogen-vacancy centers in diamond
- Title(参考訳): ダイヤモンド中の完全配向窒素空孔中心を用いた基準マイクロ波場を用いたベクトル直流磁界検出
- Authors: Takuya Isogawa, Yuichiro Matsuzaki, Junko Ishi-Hayase
- Abstract要約: 基準直流磁場を伴わない完全整列NV中心を用いたベクトル直流磁界測定法を提案する。
本手法は高感度ベクトル直流磁界センサのための新しい手法である。
- 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: The measurement of vector magnetic fields with high sensitivity and spatial
resolution is important for both fundamental science and engineering
applications. In particular, magnetic-field sensing with nitrogen-vacancy (NV)
centers in diamond is a promising approach that can outperform existing
methods. Recent studies have demonstrated vector DC magnetic-field sensing with
perfectly aligned NV centers, which showed a higher readout contrast than NV
centers having four equally distributed orientations. However, to estimate the
azimuthal angle of the target magnetic field with respect to the NV axis in
these previous approaches, it is necessary to apply a strong reference DC
magnetic field, which can perturb the system to be measured. This is a crucial
problem, especially when attempting to measure vector magnetic fields from
materials that are sensitive to applied DC magnetic fields. Here, we propose a
method to measure vector DC magnetic fields using perfectly aligned NV centers
without reference DC magnetic fields. More specifically, we used the direction
of linearly polarized microwave fields to induce Rabi oscillation as a
reference and estimated the azimuthal angle of the target fields from the Rabi
frequency. We further demonstrate the potential of our method to improve
sensitivity by using entangled states to overcome the standard quantum limit.
Our method of using a reference microwave field is a novel technique for
sensitive vector DC magnetic-field sensing.
- Abstract(参考訳): 高感度・空間分解能のベクトル磁場の測定は、基礎科学と工学の両分野において重要である。
特に、ダイヤモンド中の窒素空隙(nv)中心を持つ磁場センシングは、既存の方法を上回る有望なアプローチである。
最近の研究では、完全に整列したNV中心を用いたベクトル直流磁場センシングが示されており、4つの均等な配向を持つNV中心よりも高い読み出しコントラストを示した。
しかし, これらの手法において, 対象磁界の方位角をnv軸に対して推定するには, 測定対象磁場を摂動させる強い基準直流磁場を適用する必要がある。
これは特に、印加された直流磁場に敏感な材料からベクトル磁場を計測しようとする場合に重要な問題である。
そこで本研究では, 基準磁場を伴わない完全整列NV中心を用いたベクトル直流磁界測定手法を提案する。
より具体的には、線形偏光マイクロ波場の方向を用いて、Rabi振動を基準として誘導し、ターゲット場の方位角をRabi周波数から推定する。
さらに, エンタングル状態を用いて標準量子限界を克服し, 感度を向上させる手法の可能性を示す。
本手法は高感度ベクトル直流磁界センシングのための新しい手法である。
関連論文リスト
- Vector detection of AC magnetic fields by Nitrogen-Vacancy centers of
single orientation in diamond [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)中心は、交流磁場や直流磁場を検出するのに有用な性質を持つ。
単方向のNV中心を用いてこれを実現する手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-18T06:02:06Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-14T08:34:11Z) - DC Quantum Magnetometry Below the Ramsey Limit [68.8204255655161]
従来の$Tast$-limited dcマグネトメトリーの感度を超えるdc磁場の1桁以上の量子センシングを実証する。
スピンコヒーレンス時間に匹敵する周期で回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心を用い, 磁気感度の計測時間と回転速度依存性を特徴づけた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-27T07:32:53Z) - Detection of weak magnetic fields using nitrogen-vacancy centers with
maximum confidence [0.0]
あらゆる測定値の信頼性を最大化し、相互作用時間を考慮し、一貫性を考慮に入れたPOVMを見つけます。
また, ダイナミックデカップリングなどの手法を用いて, 信頼性の向上と治療をNV中心のアンサンブルにまで拡張する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-09T12:03:50Z) - Zero- and Low-Field Sensing with Nitrogen Vacancy Centers [0.0]
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。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-22T09:29:18Z) - Surpassing the Energy Resolution Limit with ferromagnetic torque sensors [55.41644538483948]
標準量子限界における熱力学ノイズと機械的検出ノイズを考慮した最適磁場分解能の評価を行った。
近年の文献で指摘されているエネルギー分解限界(ERL, Energy Resolution Limit)は, 桁違いに超えることがある。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-29T15:44:12Z) - Nanoscale vector AC magnetometry with a single nitrogen-vacancy center
in diamond [8.640305033813068]
ナノスケールでの交流磁場の検出は、基礎物理学から材料科学まで幅広い応用において重要である。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心のような孤立量子スピン欠陥は、高い感度で所望の空間分解能を達成することができる。
本稿では,交流磁場のベクトル成分を再構成するために単一のNVを利用するプロトコルを提案し,実験的に実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-22T17:48:40Z) - Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond
nitrogen vacancies in an external cavity laser [52.77024349608834]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、近年、量子センシングにかなりの関心を集めている。
最適密度のNV中心を持つダイヤモンドを用いて,pT/sqrt(Hz)レベルの磁場に対する理論的感度を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-22T18:58:05Z) - Ferromagnetic Gyroscopes for Tests of Fundamental Physics [49.853792068336034]
強磁性ジャイロスコープ(英: ferromagnetic gyroscope、FG)は、強磁性体で、角運動量が電子スピンの偏極によって支配され、外部トルクの作用の下で進行する。
我々はFGの力学と感度をモデル化し、実験的な実現のための実践的なスキームに焦点をあてる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-17T07:13:50Z) - Nuclear Spin Assisted Magnetic Field Angle Sensing [0.0]
量子センシングは、小さな外部信号を測定するために量子システムの強い感度を利用する。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、現実世界の量子センシングアプリケーションにとって最も有望なプラットフォームの一つである。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-08T18:24:16Z) - Direct control of high magnetic fields for cold atom experiments based
on NV centers [50.591267188664666]
低温の原子気体では、原子間の相互作用は外部磁場によって直接制御可能である。
ここでは、直接フィードバック方式により、このような間接制御の限界を克服する。
統合時間20分後に1ppm以上の制御を達成し,実験の長期安定性を確保する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-03-18T09:03:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。