論文の概要: Sub-nanotesla Sensitivity at the Nanoscale with a Single Spin
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.04415v2
- Date: Mon, 26 Dec 2022 08:41:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 20:30:08.071046
- Title: Sub-nanotesla Sensitivity at the Nanoscale with a Single Spin
- Title（参考訳）: 単スピンナノスケールにおけるサブナオネスラ感度
- Authors: Zhiyuan Zhao, Xiangyu Ye, Shaoyi Xu, Pei Yu, Zhiping Yang, Xi Kong, Ya
Wang, Tianyu Xie, Fazhan Shi, and Jiangfeng Du
- Abstract要約: ナノスケールでの0.5$bfnT/sqrtHz$の感度は,ダイヤモンド中の窒素空孔欠陥を用いて実験的に達成される。
達成された感度は、複数の量子技術を統合することで大幅に向上する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.230326490436141
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-sensitivity detection of microscopic magnetic field is essential in many
fields. Good sensitivity and high spatial resolution are mutually contradictory
in measurement, which is quantified by the energy resolution limit (ERL). Here
we report that a sensitivity of 0.5 ${\bf{nT/\sqrt{Hz}}}$ at the nanoscale is
achieved experimentally by using nitrogen-vacancy defects in diamond with
depths of tens of nanometers. The achieved sensitivity is substantially
enhanced by integrating with multiple quantum techniques, including
real-time-feedback initialization, dynamical decoupling with shaped pulses,
repetitive readout via quantum logic. Our magnetic sensors will shed new light
on searching new physics beyond the standard model, investigating microscopic
magnetic phenomena in condensed matters, and detection of life activities at
the sub-cellular scale.
- Abstract（参考訳）: 微小磁場の高感度検出は、多くの分野において必須である。
良い感度と高い空間分解能は、エネルギー分解限界(ERL)によって定量される測定において相互に矛盾する。
ナノスケールでの0.5${\bf{nT/\sqrt{Hz}}}$の感度は、数十ナノメートルの深さを持つダイヤモンドの窒素空孔欠陥を用いて実験的に達成される。
実現された感度は、リアルタイムフィードバックの初期化、形状パルスによる動的デカップリング、量子論理による反復的な読み出しなど、複数の量子技術との統合によって大幅に向上する。
われわれの磁気センサは、標準模型を超えた新しい物理学の探索、凝縮物質の微視的磁気現象の調査、細胞内スケールでの生命活動の検出に新たな光を当てる。
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