論文の概要: Electron-spin double resonance of nitrogen-vacancy centers in diamond
under strong driving field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03860v2
- Date: Wed, 8 Mar 2023 06:43:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 16:33:30.220024
- Title: Electron-spin double resonance of nitrogen-vacancy centers in diamond
under strong driving field
- Title（参考訳）: 強い駆動場下におけるダイヤモンド中の窒素空洞中心の電子スピン二重共鳴
- Authors: Takumi Mikawa, Ryusei Okaniwa, Yuichiro Matsuzaki, Junko Ishi-Hayase
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、量子センシングや量子シミュレーションなどの応用に適するため、研究の焦点となっている。
近年、NV中心の電子スピン二重共鳴(ESDR)は、連続波光検出磁気共鳴による高周波(RF)磁場の検出に利用されてきた。
本研究では,Floquet理論を用いて,強いRF場下でのESDRスペクトルの理論的および実験的解析を行った。
- 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 (NV) center in diamond has been the focus of research
efforts because of its suitability for use in applications such as quantum
sensing and quantum simulations. Recently, the electron-spin double resonance
(ESDR) of NV centers has been exploited for detecting radio-frequency (RF)
fields with continuous-wave optically detected magnetic resonance. However, the
characteristic phenomenon of ESDR under a strong RF field remains to be fully
elucidated. In this study, we theoretically and experimentally analyzed the
ESDR spectra under strong RF fields by adopting the Floquet theory. Our
analytical and numerical calculations could reproduce the ESDR spectra obtained
by measuring the spin-dependent photoluminescence under the continuous
application of microwaves and an RF field for a DC bias magnetic field
perpendicular to the NV axis. We found that anticrossing structures that appear
under a strong RF field are induced by the generation of RF-dressed states
owing to the two-RF-photon resonances. Moreover, we found that $2n$-RF-photon
resonances were allowed by an unintentional DC bias magnetic field parallel to
the NV axis. These results should help in the realization of precise MHz-range
AC magnetometry with a wide dynamic range beyond the rotating wave
approximation regime as well as Floquet engineering in open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、量子センシングや量子シミュレーションなどの応用に適するため、研究の焦点となっている。
近年,NV中心の電子スピン二重共鳴(ESDR)は連続波光磁気共鳴による高周波磁場の検出に利用されてきた。
しかし, 強磁場下でのESDRの特性は, 完全に解明されていない。
本研究では,Floquet理論を用いて,強いRF場下でのESDRスペクトルの理論的および実験的解析を行った。
NV軸に垂直な直流バイアス磁場に対するマイクロ波とRF場を連続印加したスピン依存フォトルミネッセンスを測定することで得られたESDRスペクトルを解析および数値計算により再現することができた。
その結果,強いRF場の下に現れる反交差構造は,2光子共鳴によるRF修飾状態の発生によって引き起こされることがわかった。
さらに,NV軸に平行な非意図的直流バイアス磁場により,2n$-RF光子共鳴が許容された。
これらの結果は、オープン量子系におけるフロッケ工学と同様に、回転波近似系を超えた広いダイナミックレンジの正確なMHz帯交流磁力計の実現に役立つだろう。
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