論文の概要: Efficient and all-carbon electrical readout of a NV based quantum sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.10349v1
- Date: Tue, 20 Dec 2022 15:36:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 13:28:12.520782
- Title: Efficient and all-carbon electrical readout of a NV based quantum sensor
- Title（参考訳）: NV型量子センサの高効率・全炭素電気的読み出し
- Authors: Guillaume Villaret, Ludovic Mayer, Martin Schmidt, Simone Magaletti,
Mary De Feudis, Matthew Markham, Andrew Edmonds, Jean-Fran\c{c}ois Roch,
Thierry Debuisschert
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のアンサンブルのスピン読み出しは光伝導性検出によって実現できる。
光電流を収集するグラファイト平面電極を用いて光伝導検出を行う。
この技術は、電気的読み出しのためにグラファイト組織を統合する全炭素ダイヤモンド量子センサの実現を可能にする。
- 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 spin readout of an ensemble of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond
can be realized by a photoconductive detection that is a complementary method
to the optical detection of the NV electron spin magnetic resonance. Here, we
implement the photoconductive detection through graphitic planar electrodes
that collect the photocurrent. Graphitic electrodes are patterned using a xenon
Focused-Ion Beam on an Optical-Grade quality diamond crystal containing a
nitrogen concentration of ~1 ppm and a NV concentration of a few ppb.
Resistance and current-voltage characteristics of the NV-doped diamond junction
are investigated tuning the 532 nm pump beam intensity. The junction has an
ohmic behavior and under a strong bias field, we observe velocity saturation of
the optically-induced carriers in the diamond junction. We perform the
photoconductive detection in continuous-wave regime of the magnetic resonance
of the NV centers ensemble for a magnetic field applied along the <100> and the
<111> direction with a magnitude above 100 mT. This technique enables the
realization of all-carbon diamond quantum sensors integrating graphitic
microstructures for the electrical readout.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のアンサンブルのスピン読み出しは、NV電子スピン磁気共鳴の光学的検出と相補的な方法である光伝導性検出によって実現できる。
本稿では,光電流を収集するグラファイト平面電極を用いて光伝導検出を行う。
窒素濃度~1ppm、nv濃度数ppbを含む光学グレードのダイヤモンド結晶上にキセノン集束イオンビームを用いてグラファイト電極をパターニングする。
nvドープダイヤモンド接合の抵抗と電流電圧特性を532nmポンプビーム強度に調整した。
接合部はオーミック挙動を持ち,強いバイアス場下では,ダイヤモンド接合部における光誘起キャリアの速度飽和を観測する。
我々は,100mT以上の大きさで<100>および<111>方向の磁場に対して,NV中心の磁気共鳴の連続波状態の光導電性検出を行う。この技術により,電気的読み出しのためにグラファイト微細構造を統合する全炭素ダイヤモンド量子センサの実現が可能となる。
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