論文の概要: Spectrally stable nitrogen-vacancy centers in diamond formed by carbon
implantation into thin microstructures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.08111v2
- Date: Mon, 5 Dec 2022 13:17:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 09:15:29.974546
- Title: Spectrally stable nitrogen-vacancy centers in diamond formed by carbon
implantation into thin microstructures
- Title（参考訳）: 炭素注入によるダイヤモンド中の分光安定窒素空孔中心の微細構造形成
- Authors: V. Yurgens, A. Corazza, J. A. Zuber, M. Gruet, M. Kasperczyk, B. J.
Shields, R. J. Warburton, Y. Fontana, P. Maletinsky
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV)は、量子センサや量子ネットワークのビルディングブロックとしてますます使われている。
炭素イオンの注入は窒素イオンの注入と同等の密度のNVが得られることを示した。
そこで本研究では,ダイヤモンド製造プロセスに先立って移植を施した改良型NV生成法を提案する。
- 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: The nitrogen-vacancy center (NV) in diamond, with its exceptional spin
coherence and convenience in optical spin initialization and readout, is
increasingly used both as a quantum sensor and as a building block for quantum
networks. Employing photonic structures for maximizing the photon collection
efficiency in these applications typically leads to broadened optical
linewidths for the emitters, which are commonly created via nitrogen ion
implantation. With studies showing that only native nitrogen atoms contribute
to optically coherent NVs, a natural conclusion is to either avoid implantation
completely, or substitute nitrogen implantation by an alternative approach to
vacancy creation. Here, we demonstrate that implantation of carbon ions yields
a comparable density of NVs as implantation of nitrogen ions, and that it
results in NV populations with narrow optical linewidths and low charge-noise
levels even in thin diamond microstructures. We measure a median NV linewidth
of 150 MHz for structures thinner than 5 $\mu$m, with no trend of increasing
linewidths down to the thinnest measured structure of 1.9 $\mu$m. We propose a
modified NV creation procedure in which the implantation is carried out after
instead of before the diamond fabrication processes, and confirm our results in
multiple samples implanted with different ion energies and fluences.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV)は、例外的なスピンコヒーレンスと光スピン初期化と読み出しの利便性を持ち、量子センサや量子ネットワークのビルディングブロックとしてますます使われている。
これらの用途で光子収集効率を最大化するためにフォトニック構造を用いると、通常は窒素イオン注入によって生成されるエミッターの光線幅が拡大する。
天然の窒素原子だけが光学的にコヒーレントなNVに寄与することを示す研究により、自然の結論は、移植を完全に避けるか、空洞形成への代替アプローチによって窒素の注入を代替するかである。
ここでは, 炭素イオンの注入は窒素イオンの注入と同等のnv密度を生じさせ, 薄いダイヤモンド微細構造においても, 狭い光線幅と低い電荷-ノイズレベルを持つnv集団を生じさせることを示した。
我々は5$\mu$mより薄い構造に対して150MHzのNV線幅を測定するが、1.9$\mu$mの最も薄い構造に線幅を拡大する傾向はない。
本報告では, ダイヤモンド製造プロセスに代えて, 埋設後のNV生成手順を改良し, 異なるイオンエネルギーとフレンスを注入した複数の試料で確認する。
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