論文の概要: Variable bandwidth, high efficiency microwave resonator for control of
spin-qubits in nitrogen-vacancy centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03911v1
- Date: Tue, 10 Jan 2023 11:26:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-11 17:12:12.346539
- Title: Variable bandwidth, high efficiency microwave resonator for control of
spin-qubits in nitrogen-vacancy centers
- Title（参考訳）: 窒素空洞中心におけるスピン量子ビット制御のための可変帯域、高効率マイクロ波共振器
- Authors: Anton Savitsky, Jingfu Zhang, Dieter Suter
- Abstract要約: 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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nitrogen-Vacancy (NV) centers in diamond are attractive tools for sensing and
quantum information. Realization of this potential requires effective tools for
controlling the spin degree of freedom by microwave (mw) magnetic fields. In
this work we present a planar microwave resonator optimized for
microwave-optical double resonance experiments on single nitrogen-vacancy (NV)
centers in diamond. It consists of a piece of wide microstrip line which is
symmetrically connected to two 50 $\Omega$ microstrip feed lines. In the center
of the resonator, an $\Omega$-shaped loop focuses the current and the mw
magnetic field. It generates a relatively homogeneous magnetic field over a
volume of 0.07mm$^2\times$0.1mm. It can be operated at 2.9 GHz in both
transmission and reflection modes with bandwidths of 1000 MHz and 400 MHz,
respectively. The high power-to-magnetic field conversion efficiency allows to
produce $\pi$-pulses with a duration of 50 ns with only about 200 mW and 50 mW
microwave power in transmission and reflection, respectively. The transmission
mode also offers capability for efficient radio frequency excitation. The
resonance frequency can be tuned between 1.3 GHz and 6 GHz by adjusting the
length of the resonator. This will be useful for experiments on NV-centers at
higher external magnetic fields and on different types of optically active spin
centers.
- Abstract（参考訳）: 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。
このポテンシャルを実現するには、マイクロ波(mw)磁場によるスピン自由度を制御する効果的なツールが必要である。
本研究では,ダイヤモンド中の単一窒素空孔(NV)中心におけるマイクロ波-光二重共鳴実験に最適化された平面マイクロ波共振器を提案する。
幅広のマイクロストリップラインで構成されており、2つの50$\Omega$マイクロストリップフィードラインに対称に接続されている。
共振器の中心では、$\Omega$型のループが電流とmw磁場に焦点を当てている。
体積0.07mm$^2\times$0.1mmの比較的均一な磁場を生成する。
それぞれ1000MHzと400MHzの帯域を持つ伝送モードと反射モードの両方で2.9GHzで動作する。
高出力から電磁場への変換効率は、伝送と反射でそれぞれ約200mWと50mWのマイクロ波パワーしか持たない50 nsの$\pi$-pulssを生成することができる。
伝送モードはまた、効率的な高周波励起の機能を提供する。
共振周波数は共振器の長さを調整することで1.3GHzから6GHzの間で調整できる。
これは、より高い外部磁場と異なる種類の光学活性スピン中心でのnv中心の実験に有用である。
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