論文の概要: Dopant-assisted stabilization of negatively charged single
nitrogen-vacancy centers in phosphorus-doped diamond at low temperatures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.15160v1
- Date: Wed, 24 May 2023 13:53:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-25 15:28:16.621401
- Title: Dopant-assisted stabilization of negatively charged single
nitrogen-vacancy centers in phosphorus-doped diamond at low temperatures
- Title（参考訳）: 低温におけるリンドープダイヤモンド中の負電荷単一窒素空孔中心のドーパント支援安定化
- Authors: Jianpei Geng, Tetyana Shalomayeva, Mariia Gryzlova, Amlan Mukherjee,
Santo Santonocito, Dzhavid Dzhavadzade, Durga Dasari, Hiromitsu Kato, Rainer
St\"ohr, Andrej Denisenko, Norikazu Mizuochi, and J\"org Wrachtrup
- Abstract要約: 電荷状態不安定性は固体スピン系の実装のボトルネックとなっている。
ここでは, 負電荷の窒素空孔中心の液体ヘリウム温度における安定化について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Charge state instabilities have been a bottleneck for the implementation of
solid-state spin systems and pose a major challenge to the development of
spin-based quantum technologies. Here we investigate the stabilization of
negatively charged nitrogen-vacancy (NV$^-$) centers in phosphorus-doped
diamond at liquid helium temperatures. Photoionization of phosphorous donors in
conjunction with charge diffusion at the nanoscale enhances NV$^0$ to NV$^-$
conversion and stabilizes the NV$^-$ charge state without the need for an
additional repump laser. The phosphorus-assisted stabilization is explored and
confirmed both with experiments and our theoretical model. Stable
photoluminescence-excitation spectra are obtained for NV$^-$ centers created
during the growth. The fluorescence is continuously recorded under resonant
excitation to real-time monitor the charge state and the ionization and
recombination rates are extracted from time traces. We find a linear laser
power dependence of the recombination rate as opposed to the conventional
quadratic dependence, which is attributed to the photo-ionization of phosphorus
atoms.
- Abstract（参考訳）: 電荷状態不安定性は固体スピン系の実装におけるボトルネックであり、スピンベースの量子技術の発展に大きな課題をもたらす。
本研究では,液体ヘリウム温度におけるリンドープダイヤモンド中の負帯電窒素空孔(nv$^-$)中心の安定化について検討する。
ナノスケールでの電荷拡散を伴うリンドナーの光イオン化は、NV$^0$をNV$^-$変換し、追加の励起レーザーを必要とせずにNV$^-$電荷状態を安定化させる。
蛍光体による安定化を実験と理論モデルで検討し確認した。
成長中に生成したNV$^-$中心に対して安定な発光励起スペクトルを得る。
電荷状態をリアルタイム監視するために共鳴励起下で連続的に蛍光を記録し、時間トレースからイオン化および再結合速度を抽出する。
我々は, リン原子の光イオン化に起因する従来の二次依存とは対照的に, 再結合速度の線形レーザーパワー依存性を見出した。
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