論文の概要: Mapping single electron spins with magnetic tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.04892v2
- Date: Thu, 10 Nov 2022 15:17:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-02-22 19:36:40.914376
- Title: Mapping single electron spins with magnetic tomography
- Title（参考訳）: 磁気トモグラフィーによる単一電子スピンのマッピング
- Authors: Dan Yudilevich, Rainer St\"ohr, Andrej Denisenko, Amit Finkler
- Abstract要約: 本研究では、外部磁場を回転させて量子スピンセンサ近傍の単一電子スピンの正確な位置を特定する方法を示す。
センサから最大10nmの精度で電子スピンを検出できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Mapping the positions of single electron spins is a highly desired capability
for applications such as nanoscale magnetic resonance imaging and quantum
network characterization. Here, we demonstrate a method based on rotating an
external magnetic field to identify the precise location of single electron
spins in the vicinity of a quantum spin sensor. We use a nitrogen-vacancy
center in diamond as a quantum sensor and modulate the dipolar coupling to a
proximate electron spin in the crystal by varying the magnetic field vector.
The modulation of the dipolar coupling contains information on the coordinates
of the spin, from which we extract its position with an uncertainty of
0.9\,\AA. We show that the method can be used to locate electron spins with
nanometer precision up to 10\,nm away from the sensor. We discuss the method's
applicability to mapping hyperfine coupled electron spins, and show it may be
applied to locating nitroxide radicals. The magnetic tomography method can be
utilized for distance measurements for studying the structure of individual
molecules.
- Abstract（参考訳）: 単一電子スピンの位置のマッピングは、ナノスケール磁気共鳴イメージングや量子ネットワークキャラクタリゼーションのような応用に非常に望ましい能力である。
本稿では、外部磁場を回転させて量子スピンセンサ近傍の単一電子スピンの正確な位置を特定する方法を示す。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心を量子センサとし、磁場ベクトルを変化させることで、結晶中の親電子スピンへの双極子結合を変調する。
双極子カップリングの変調にはスピンの座標に関する情報が含まれており、そこからその位置を0.9\,\aaの不確かさで抽出する。
センサから10\,nmまでの精度で電子スピンを検出できることを示す。
超微粒子結合電子スピンをマッピングする手法の適用性について検討し,ニトロキシドラジカルの同定に応用できることを示す。
磁気トモグラフィー法は、個々の分子の構造を研究するための距離測定に利用できる。
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