論文の概要: Temperature Sensing with RF-Dressed States of Nitrogen-Vacancy Centers
in Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.06976v1
- Date: Sat, 14 May 2022 05:38:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 04:31:04.215564
- Title: Temperature Sensing with RF-Dressed States of Nitrogen-Vacancy Centers
in Diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心のRF励起状態による温度センサ
- Authors: H. Tabuchi, Y. Matsuzaki, N. Furuya, Y. Nakano, H. Watanabe, N.
Tokuda, N. Mizuochi, J. Ishi-Hayase
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、センシティブな温度センサーを実現するための有望なシステムである。
逆磁場下での高周波(RF)磁場にdressした量子状態のCW-ODMRを用いた新しい温度測定法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Nitrogen vacancy (NV) centers in diamond are promising systems for realizing
sensitive temperature sensors. Pulsed optically detected magnetic resonance
(Pulsed-ODMR) is one of the ways to measure the temperature using NV centers.
However, Pulsed-ODMR requires careful calibration and strict time
synchronization to control the microwave pulse, which complicates its
applicability. Nonetheless, the continuous-wave optically detected magnetic
resonance (CW- ODMR) in NV centers is another more advantageous way to measure
temperature with NV centers, owing to its simple implementation by applying a
green laser and microwave in a continuous manner. This, however, has the
drawback of a lower sensitivity compared to pulsed-ODMR. Therefore, to benefit
from its accessible adaptation, it is highly important to improve the
sensitivity of temperature sensing with CW-ODMR. Here, we propose a novel
method to measure temperature using CW-ODMR with a quantum state dressed by
radio-frequency (RF) fields under transverse magnetic fields. RF fields are
expected to suppress inhomogeneous broadening owing to strain variations.
Experimental results confirmed that the linewidth becomes narrower in our
scheme compared to the conventional one. Moreover, we estimated the sensitivity
to be approximately 65.5 $\mathrm{m}\mathrm{K}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$, which
constitutes approximately seven times improvement with respect to the
sensitivity of the conventional scheme.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、感度温度センサーを実現するための有望なシステムである。
パルス光検出磁気共鳴(Pulsed-ODMR)は、NV中心を用いて温度を測定する方法の1つである。
しかし、パルスodmrはマイクロ波パルスを制御するために注意深いキャリブレーションと厳密な時間同期を必要とする。
それにもかかわらず、nv中心における連続波光検出磁気共鳴(cw-odmr)は、グリーンレーザーとマイクロ波を連続的に印加することにより簡単な実装により、nv中心での温度測定に有利な方法である。
しかし、これはパルスODMRに比べて感度が低いという欠点がある。
そのため,cw-odmrを用いた温度センサの感度を向上させることが重要である。
そこで本研究では,CW-ODMRを用いて,逆磁場下での高周波(RF)磁場にdressした量子状態を用いて温度を測定する新しい手法を提案する。
RF場はひずみ変動による不均一な膨張を抑制することが期待される。
実験の結果,従来に比べて線幅が狭くなることがわかった。
さらに,従来のスキームの感度について,約65.5 $\mathrm{m}\mathrm{K}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$と推定した。
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