Fugu-MT 論文翻訳(概要): Nanoscale Electric Field Imaging with an Ambient Scanning Quantum Sensor Microscope

論文の概要: Nanoscale Electric Field Imaging with an Ambient Scanning Quantum Sensor Microscope

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.03952v1
Date: Sun, 8 May 2022 20:59:50 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-02-13 23:03:53.684904
Title: Nanoscale Electric Field Imaging with an Ambient Scanning Quantum Sensor Microscope
Title（参考訳）: 環境走査型量子センサ顕微鏡によるナノスケール電界イメージング
Authors: Ziwei Qiu, Assaf Hamo, Uri Vool, Tony X. Zhou and Amir Yacoby
Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、非常に多用途なセンシング能力を持つ有望な量子センサーである。ここでは,ダイヤモンド走査先端の頂点に1個のNVで外部交流(AC)および直流(DC)電界を周囲条件下で撮像する。
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: Nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is a promising quantum sensor with remarkably versatile sensing capabilities. While scanning NV magnetometry is well-established, NV electrometry has been so far limited to bulk diamonds. Here we demonstrate imaging external alternating (AC) and direct (DC) electric fields with a single NV at the apex of a diamond scanning tip under ambient conditions. A strong electric field screening effect is observed at low frequencies due to charge noise on the surface. We quantitatively measure its frequency dependence, and overcome this screening by mechanically oscillating the tip for imaging DC fields. Our scanning NV electrometry achieved an AC E-field sensitivity of 26 mV um^(-1) Hz^(-1/2), a DC E-field gradient sensitivity of 2 V um^(-2) Hz^(-1/2), and sub-100 nm resolution limited by the NV-sample distance. Our work represents an important step toward building a scanning-probe-based multimodal quantum sensing platform.
Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、非常に多用途なセンシング能力を持つ有望な量子センサーである。走査型NV磁気メトリーは確立されているが、NV電磁気メトリーはこれまでのところバルクダイヤモンドに限られている。本稿では,ダイヤモンド走査先端の頂点に1つのnvを有する外部交流(ac)および直流(dc)電界を環境条件下で可視化する。強電界遮蔽効果は、表面の電荷ノイズにより低周波で観測される。我々は,その周波数依存性を定量的に測定し,dcフィールドの先端を機械的に振動させることで,このスクリーニングを克服した。走査型NVエレクトロメトリーは,26mV um^(-1) Hz^(-1/2)の交流電界感度,2V um^(-2) Hz^(-1/2)の直流電界勾配感度,NVサンプル距離に制限されたサブ100nmの分解能を得た。我々の研究は、走査プローブに基づくマルチモーダル量子センシングプラットフォームを構築するための重要なステップである。

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