論文の概要: Picotesla magnetometry of microwave fields with diamond sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08533v2
- Date: Thu, 11 Aug 2022 07:04:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 02:07:40.384586
- Title: Picotesla magnetometry of microwave fields with diamond sensors
- Title（参考訳）: ダイヤモンドセンサを用いたマイクロ波場のピコテスラ磁気測定
- Authors: Zhecheng Wang, Fei Kong, Pengju Zhao, Zhehuang Huang, Pei Yu, Ya Wang,
Fazhan Shi, Jiangfeng Du
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素-空孔(NV)中心は、そのような目的のために魅力的な候補である。
既存のNV中心型磁気センサはマイクロ波帯の感度が限られている。
本稿では、弱いマイクロ波に対するセンサの応答を高めることができる連続ヘテロダイン検出法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.513633393682966
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Developing robust microwave-field sensors is both fundamentally and
practically important with a wide range of applications from astronomy to
communication engineering. The Nitrogen-Vacancy (NV) center in diamond is an
attractive candidate for such purpose because of its magnetometric sensitivity,
stability and compatibility with ambient conditions. However, the existing NV
center-based magnetometers have limited sensitivity in the microwave band. Here
we present a continuous heterodyne detection method that can enhance the
sensor's response to weak microwaves, even in the absence of spin controls.
Experimentally, we achieve a sensitivity of 8.9 pT$\cdot$Hz$^{-1/2}$ for
microwaves of 2.9 GHz by simultaneously using an ensemble of $n_{\text{NV}}
\sim 2.8\times10^{13}$ NV centers within a sensor volume of $4\times10^{-2}$
mm$^3$. Besides, we also achieve $1/t$ scaling of frequency resolution up to
measurement time $t$ of 10000 s. Our method removes the control pulses and thus
will greatly benefit the practical application of diamond-based microwave
sensors.
- Abstract（参考訳）: 堅牢なマイクロ波センサの開発は、天文学から通信工学まで幅広い応用において、基本的にも実用的にも重要である。
ダイヤモンドの窒素空隙(nv)中心は、磁力計の感度、安定性、環境条件との適合性から、そのような目的の魅力的な候補である。
しかし、既存のnv中心磁力計はマイクロ波帯の感度が限られている。
ここでは, スピン制御がなくても, 弱いマイクロ波に対するセンサの応答を増強できる連続的ヘテロダイン検出法を提案する。
実験では、センサボリューム4\times10^{-2}$mm$^3$内の$n_{\text{nv}} \sim 2.8\times10^{13}$ nv中心のアンサンブルを用いて、マイクロ波2.9ghzに対して8.9pt$\cdot$hz$^{-1/2}$を達成する。
さらに、周波数分解能の1/t$を測定時間10000sまでスケールアップすることもできます。
本手法は制御パルスを除去し,ダイヤモンドを用いたマイクロ波センサの実用化に大きく貢献する。
関連論文リスト
- A miniaturized magnetic field sensor based on nitrogen-vacancy centers [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、量子センシング技術の主要な候補である。
5.9,mathrmnT/sqrtmathrmHz$ magnetic field sensitivity。
我々は、最先端の超低温量子ガス実験で用いられる磁場におけるベクトル磁場測定の能力を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-29T17:20:13Z) - Demonstration of highly-sensitive wideband microwave sensing using
ensemble nitrogen-vacancy centers [0.0]
ダイヤモンドのアンサンブル窒素空孔中心を用いた交流ゼーマン効果を用いた広帯域マイクロ波センシングプロトコルを実証する。
広視野顕微鏡はマイクロ波共振器の周波数特性と外共振マイクロ波振幅の空間分布を可視化することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-26T05:26:28Z) - Diamond quantum magnetometer with dc sensitivity of < 10 pT Hz$^{-1/2}$
toward measurement of biomagnetic field [0.0]
磁場感度9.4 pm 0.1mathrmpT/sqrtHz$の高感度ダイヤモンド量子センサを5〜100Hzの周波数範囲で提案する。
このセンサは、ダイヤモンド(111)単結晶の[111]方向に沿った窒素空孔中心のアンサンブルを連続的に検出した磁気共鳴に基づいている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-08T03:12:32Z) - Variable bandwidth, high efficiency microwave resonator for control of
spin-qubits in nitrogen-vacancy centers [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)センターは、センシングと量子情報のための魅力的なツールである。
マイクロ波-光二重共振実験に最適化した平面型マイクロ波共振器を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T11:26:42Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - A Solid-State Microwave Magnetometer with Picotesla-Level Sensitivity [6.651249440652801]
窒素空洞 (NV) 中心アンサンブルを用いた低周波磁場の量子センシングは, 感度を$sim$1 pT/$sqrttextHz$で複数の実験で実証されている。
ここでは、高性能で低周波な量子センサを実現するマイクロ波周波数技術に適応する。
記録感度は3.4 pT/$sqrttextrmHz$。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:33:02Z) - DC Quantum Magnetometry Below the Ramsey Limit [68.8204255655161]
従来の$Tast$-limited dcマグネトメトリーの感度を超えるdc磁場の1桁以上の量子センシングを実証する。
スピンコヒーレンス時間に匹敵する周期で回転するダイヤモンド中の窒素空孔中心を用い, 磁気感度の計測時間と回転速度依存性を特徴づけた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-27T07:32:53Z) - An integrated magnetometry platform with stackable waveguide-assisted
detection channels for sensing arrays [45.82374977939355]
ダイヤモンド表面下数ナノメートルのNV$-$-centerを作成できる新しいアーキテクチャを提案する。
我々は結合効率を実験的に検証し、導波路を通した磁気共鳴信号の検出を示し、磁場と温度センサの第一原理実証実験を行う。
今後,空間的,時間的相関の強い2次元センサアレイの開発が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-04T12:59:29Z) - Optimisation of a diamond nitrogen vacancy centre magnetometer for
sensing of biological signals [44.62475518267084]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心を用いたバイオ磁気学の進歩を示す。
生体計測装置を用いて,DC/低周波域で約100pT/$sqrtHz$の磁場感度を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-05T18:44:34Z) - Force and acceleration sensing with optically levitated nanogram masses
at microkelvin temperatures [57.72546394254112]
本稿では,10μmの光学共振シリカ球の中心運動を50pm22 mu$Kの有効温度に冷却することを示した。
これらの条件下では、球体は1日以上はアクティブな冷却を行わず、sim 10-7$ mbar の圧力で安定に閉じ込められていることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-29T16:20:35Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。