Fugu-MT 論文翻訳(概要): A Solid-State Microwave Magnetometer with Picotesla-Level Sensitivity

論文の概要: A Solid-State Microwave Magnetometer with Picotesla-Level Sensitivity

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.15440v1
Date: Thu, 30 Jun 2022 17:33:02 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-02-07 04:33:41.056360
Title: A Solid-State Microwave Magnetometer with Picotesla-Level Sensitivity
Title（参考訳）: ピコテスラレベル感度を有する固体マイクロ波磁気センサ
Authors: Scott T. Alsid, Jennifer M. Schloss, Matthew H. Steinecker, John F. Barry, Andrew C. Maccabe, Guoqing Wang, Paola Cappellaro, Danielle A. Braje
Abstract要約: 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$。
参考スコア（独自算出の注目度）: 6.651249440652801
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Quantum sensing of low-frequency magnetic fields using nitrogen-vacancy (NV) center ensembles has been demonstrated in multiple experiments with sensitivities as low as $\sim$1 pT/$\sqrt{\text{Hz}}$. To date, however, demonstrations of high-frequency magnetometry in the GHz regime with NV diamond are orders of magnitude less sensitive, above the nT/$\sqrt{\text{Hz}}$ level. Here we adapt for microwave frequencies techniques that have enabled high-performance, low-frequency quantum sensors. Using a custom-grown NV-enriched diamond combined with a noise cancellation scheme designed for high-frequency sensing, we demonstrate a Rabi-sequence-based magnetometer able to detect microwave fields near 2.87 GHz with a record sensitivity of 3.4 pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$. We demonstrate both amplitude and phase sensing and project tunability over a 300 MHz frequency range. This result increases the viability of NV ensembles to serve as microwave circuitry imagers and near-field probes of antennas.
Abstract（参考訳）: 窒素空孔(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、感性を持つ複数の実験において、$\sim$1 pT/$\sqrt{\text{Hz}}$で実証されている。しかし、現在まで、NVダイヤモンドを用いたGHz系における高周波磁気測定の実証は、nT/$\sqrt{\text{Hz}}$レベルよりもはるかに低感度である。ここでは,高性能・低周波量子センサを実現するマイクロ波周波数技術を適用する。高周波センシング用に設計されたノイズキャンセリングと組み合わせた独自のNV濃縮ダイヤモンドを用いて, 記録感度3.4 pT/$\sqrt{\textrm{Hz}}$で2.87 GHz付近のマイクロ波を検出可能なRabi系列磁気センサを実証した。我々は300MHz帯での振幅および位相検出とプロジェクトチューニング性を示す。これにより、NVアンサンブルがマイクロ波回路イメージやアンテナの近接場プローブとして機能する可能性を高める。

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