論文の概要: Cross-correlated quantum thermometry using diamond containing dual-defect centers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00073v3
• Date: Wed, 9 Aug 2023 10:52:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-10 17:57:13.842069
• Title: Cross-correlated quantum thermometry using diamond containing dual-defect centers
• Title（参考訳）: 双極子中心を含むダイヤモンドを用いた相互関連量子温度測定
• Authors: Madhav Gupta, Tongtong Zhang, Lambert Yeung, Jiahua Zhang, Yayin Tan, Yau Chuen Yiu, Shuxiang Zhang, Qi Wang, Zhongqiang Wang, Zhiqin Chu
• Abstract要約: 我々はNV中心とシリコン空孔(SiV)中心の両方を含むバルクダイヤモンド試料を用いたクロスバリデーション光温度測定法を開発した。 概念実証として, 様々な磁場の影響を受けながら, 信頼性の高い温度測定を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.504280368309183
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The contactless temperature measurement at micro/nanoscale is vital to a broad range of fields in modern science and technology. The nitrogen vacancy (NV) center, a kind of diamond defect with unique spin-dependent photoluminescence, has been recognized as one of the most promising nanothermometers. However, this quantum thermometry technique has been prone to a number of possible perturbations, which will unavoidably degrade its actual temperature sensitivity. Here, for the first time, we have developed a cross-validated optical thermometry method using a bulk diamond sample containing both NV centers and silicon vacancy (SiV) centers. Particularly, the latter allowing all-optical method has been intrinsically immune to those influencing perturbations for the NV-based quantum thermometry, hence serving as a real-time cross validation system. As a proof-of-concept demonstration, we have shown a trustworthy temperature measurement under the influence of varying magnetic fields. This multi-modality approach allows a synchronized cross-validation of the measured temperature, which is required for micro/nanoscale quantum thermometry in complicated environments such as a living cell.
• Abstract（参考訳）: マイクロ/ナノスケールでの非接触温度測定は、近代科学技術の幅広い分野において不可欠である。 窒素空隙(nv)中心は、スピン依存光発光を持つダイヤモンド欠陥の一種であり、最も有望なナノ温度計の1つとして認識されている。 しかし、この量子温度測定技術は摂動の可能性があり、その実際の温度感度は避けられないほど低下する。 そこで本研究では,nv中心とシリコン空孔(siv)中心の両方を含むバルクダイヤモンド試料を用いたクロスバリデーテッド光熱測定法を初めて開発した。 特に、全光学法を許容する後者は、nvベースの量子温度測定の摂動に影響を与えるものに対して本質的に免疫があり、そのためリアルタイムのクロス検証システムとして機能する。 概念実証として, 様々な磁場の影響を受けながら, 信頼性の高い温度測定を行った。 この多モード性アプローチは、生体細胞のような複雑な環境でのマイクロ/ナノスケールの量子温度測定に必要とされる測定温度の同期クロスバリデーションを可能にする。

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