論文の概要: Decoherence of V$_{\rm B}^{-}$ spin defects in monoisotopic hexagonal
boron nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10176v1
- Date: Sun, 19 Dec 2021 15:51:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 03:04:54.248835
- Title: Decoherence of V$_{\rm B}^{-}$ spin defects in monoisotopic hexagonal
boron nitride
- Title（参考訳）: 異方性六方晶窒化ホウ素におけるv$_{\rm b}^{-}$スピン欠陥のデコヒーレンス
- Authors: A. Haykal, R. Tanos, N. Minotto, A. Durand, F. Fabre, J. Li, J. H.
Edgar, V. Ivady, A. Gali, T. Michel, A. Dr\'eau, B. Gil, G. Cassabois, and V.
Jacques
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)のスピン欠陥は、柔軟な2次元量子センシングプラットフォームの設計において有望な量子システムである。
ここでは、近赤外線にブロードバンドフォトルミネッセンス信号を含むスピン欠陥の同位体依存特性を調べるために、hBN結晶に10$Bまたは11$Bの等方的に富む。
- 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: Spin defects in hexagonal boron nitride (hBN) are promising quantum systems
for the design of flexible two-dimensional quantum sensing platforms. Here we
rely on hBN crystals isotopically enriched with either $^{10}$B or $^{11}$B to
investigate the isotope-dependent properties of a spin defect featuring a
broadband photoluminescence signal in the near infrared. By analyzing the
hyperfine structure of the spin defect while changing the boron isotope, we
first unambiguously confirm that it corresponds to the negatively-charged
boron-vacancy center (${\rm V}_{\rm B}^-$). We then show that its spin
coherence properties are slightly improved in $^{10}$B-enriched samples. This
is supported by numerical simulations employing cluster correlation expansion
methods, which reveal the importance of the hyperfine Fermi contact term for
calculating the coherence time of point defects in hBN. Using cross-relaxation
spectroscopy, we finally identify dark electron spin impurities as an
additional source of decoherence. This work provides new insights into the
properties of ${\rm V}_{\rm B}^-$ spin defects, which are valuable for the
future development of hBN-based quantum sensing foils.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hbn)のスピン欠陥は、フレキシブルな2次元量子センシングプラットフォームの設計に有望な量子系である。
ここでは、近赤外域にブロードバンドフォトルミネッセンス信号を含むスピン欠陥の同位体依存特性を調べるために、hBN結晶に$^{10}$Bまたは$^{11}$Bのいずれかを等方的に濃縮する。
ホウ素同位体を変化させながらスピン欠陥の超微細構造を解析することにより、負電荷のホウ素空孔中心({\rm V}_{\rm B}^-$)に対応することを不明瞭に確認する。
次に、そのスピンコヒーレンス特性が$^{10}$bエンリッチサンプルでわずかに改善されていることを示す。
これは、hBNにおける点欠陥のコヒーレンス時間を計算するための超微細フェルミ接触項の重要性を明らかにするクラスタ相関展開法を用いた数値シミュレーションによって支持される。
クロスレラクゼーション分光法を用いて、最終的にダーク電子スピン不純物がデコヒーレンスの新たな源として同定される。
この研究は、hbnベースの量子センシングフォイルの将来の発展に有用である ${\rm v}_{\rm b}^-$ spin 欠陥の性質に関する新たな洞察を提供する。
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