論文の概要: Temperature-dependent behaviors of single spin defects in solids
determined with Hz-level precision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02849v1
- Date: Tue, 6 Dec 2022 09:37:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 16:37:47.714951
- Title: Temperature-dependent behaviors of single spin defects in solids
determined with Hz-level precision
- Title（参考訳）: hzレベル精度で求めた固体中の単一スピン欠陥の温度依存性
- Authors: Shaoyi Xu, Mingzhe Liu, Tianyu Xie, Zhiyuan Zhao, Qian Shi, Pei Yu,
Chang-Kui Duan, Fazhan Shi, Jiangfeng Du
- Abstract要約: ダイヤモンド中の単一負電荷窒素空孔中心に対するハミルトンパラメータの温度依存性を報告する。
ランダムに分散した13$Cの核スピンとの超微細な相互作用は、温度によって明らかに異なる。
我々の結果は、核スピンをナノスケールでより安定な温度計として捉えるための道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.105963565523119
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Revealing the properties of single spin defects in solids is essential for
quantum applications based on solid-state systems. However, it is intractable
to investigate the temperature-dependent properties of single defects, due to
the low precision for single-defect measurements in contrast to defect
ensembles. Here we report that the temperature dependence of the Hamiltonian
parameters for single negatively charged nitrogen-vacancy (NV$^{-}$) centers in
diamond is precisely measured, and the results find a reasonable agreement with
first-principles calculations. Particularly, the hyperfine interactions with
randomly distributed $^{13}$C nuclear spins are clearly observed to vary with
temperature, and the relevant coefficients are measured with Hz-level
precision. The temperature-dependent behaviors are attributed to both thermal
expansion and lattice vibrations by first-principles calculations. Our results
pave the way for taking nuclear spins as more stable thermometers at nanoscale.
The methods developed here for high-precision measurements and first-principles
calculations can be further extended to other solid-state spin defects.
- Abstract（参考訳）: 固体の単一スピン欠陥の性質を明らかにすることは、固体系に基づく量子応用に不可欠である。
しかし, 単一欠陥の温度依存性は, 単一欠陥測定の精度が低いため, 単一欠陥の温度依存性について検討することは困難である。
本稿では,ダイヤモンド中の1つの負荷電窒素空孔(nv$^{-}$)中心のハミルトニアンパラメータの温度依存性を精密に測定し,第一原理計算と合理的に一致したことを示す。
特に、ランダムに分散した$^{13}$C核スピンとの超微粒子相互作用は温度によって明らかに変化し、関連する係数はHzレベルの精度で測定される。
温度依存性の挙動は、第一原理計算による熱膨張と格子振動の両方に起因する。
我々の結果は、核スピンをナノスケールでより安定な温度計として捉えるための道を開いた。
ここで開発された高精度測定と第一原理計算は、他の固体スピン欠陥にも拡張することができる。
関連論文リスト
- Achieving Heisenberg scaling in low-temperature quantum thermometry [12.08205328571395]
低温状態におけるハイゼンベルクのスケーリングは、測定軸をわずか$pi/2$回転させることで達成できる。
独立温度計のパラダイムとは対照的に,提案手法は低温測定の精度を大幅に向上させるものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-08T09:14:49Z) - Thermometry by correlated dephasing of impurities in a 1D Fermi gas [0.0]
一般的なフェルミ気体に埋め込まれた2つの静的不純物量子ビットの純粋退化ダイナミクスについて検討する。
その結果, 不純物はRuderman-Kittel-Kasuya-Yosida型との相互作用によって相関することがわかった。
これらの相関関係は、2量子温度計の感度を2つの独立した不純物の感度以上に高め、気象学的優位性を与えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-19T16:55:35Z) - Clean two-dimensional Floquet time-crystal [68.8204255655161]
障害のない2次元量子イジングモデルは、周期的不完全大域スピンフリップの対象となる。
本稿では, 自発的に破れた離散時間-翻訳対称性を維持できる, 正確な対角化法とテンソル-ネットワーク法の組み合わせにより示す。
2次元における磁区の長期安定性に関連する秩序パラメータの崩壊速度の非摂動変化を観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-10T13:04:43Z) - First-principles Calculation of the Temperature-dependent Transition
Energies in Spin Defects [17.366231896894305]
我々は,ゼロフォノンラインの温度依存性,ゼロフィールド分割,超微細相互作用,色中心の核四極子相互作用に関する第一原理法を開発した。
温度依存性の主な起源をフォノン振動の2次効果として同定した。
この方法は一般的に異なる色中心に適用でき、高精度な量子センサーを設計するための理論的ツールを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T17:08:08Z) - Measurement of the Low-temperature Loss Tangent of High-resistivity
Silicon with a High Q-factor Superconducting Resonator [58.720142291102135]
温度70mKから1Kの範囲で高比抵抗(100)シリコンウェハの直接損失タンジェント測定を行った。
この測定は, 高温超伝導ニオブ共振器を利用した技術を用いて行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-19T20:13:07Z) - Uhlmann Fidelity and Fidelity Susceptibility for Integrable Spin Chains
at Finite Temperature: Exact Results [68.8204255655161]
奇数パリティ部分空間の適切な包含は、中間温度範囲における最大忠実度感受性の向上につながることを示す。
正しい低温の挙動は、2つの最も低い多体エネルギー固有状態を含む近似によって捉えられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-11T14:08:02Z) - Adiabatic Sensing Technique for Optimal Temperature Estimation using
Trapped Ions [64.31011847952006]
捕捉イオンを用いた最適なフォノン温度推定のための断熱法を提案する。
フォノンの熱分布に関する関連する情報は、スピンの集合的な自由度に伝達することができる。
それぞれの熱状態確率は、各スピン励起構成に近似的にマッピングされることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-16T12:58:08Z) - A multiconfigurational study of the negatively charged nitrogen-vacancy
center in diamond [55.58269472099399]
広帯域ギャップ半導体の深い欠陥は、量子センシングと情報応用を実現するための主要な量子ビット候補として現れている。
ここでは、単一粒子処理とは異なり、伝統的に原子/分子に予約されていた多重構成量子化学法は、これらの欠陥中心の電子状態の多体特性を正確に記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-24T01:49:54Z) - In situ thermometry of a cold Fermi gas via dephasing impurities [0.0]
非接触フェルミ気体の温度は、その内部に浸漬された不純物の非平衡力学から正確に推定できることを示す。
また,不純物-ガス結合によって制御される測定時間と温度測定精度との間の興味深いトレードオフも発見する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-06T18:02:51Z) - Reservoir engineering with arbitrary temperatures for spin systems and
quantum thermal machine with maximum efficiency [50.591267188664666]
貯留層工学は、量子情報科学と量子熱力学にとって重要なツールである。
この手法を用いて、任意の(有効)負および正の温度の貯水池を単一スピン系に設計する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-28T00:18:00Z) - Tight bound on finite-resolution quantum thermometry at low temperatures [0.0]
寒冷量子系の温度測定における基本精度限界について検討する。
温度が0に近づくにつれて、最適精度のスケーリングと温度との密接な関係を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-13T08:13:42Z)
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。