論文の概要: A physically motivated analytical expression for the temperature
dependence of the zero-field splitting of the nitrogen-vacancy center in
diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.05318v1
- Date: Thu, 8 Jun 2023 16:11:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-09 13:27:06.318099
- Title: A physically motivated analytical expression for the temperature
dependence of the zero-field splitting of the nitrogen-vacancy center in
diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンドにおける窒素空洞中心の零場分裂の温度依存性に関する物理的動機付け解析式
- Authors: M. C. Cambria, G. Thiering, A. Norambuena, H. T. Dinani, A. Gardill,
I. Kemeny, V. Lordi, A. Gali, J. R. Maze, and S. Kolkowitz
- Abstract要約: 我々は,NV中心の温度依存性を簡易かつ解析的,物理的に動機づけた表現を提示する。
我々は,超純度バルクダイヤモンド中の単一NV中心における15～500Kの依存性を実験的に測定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The temperature dependence of the zero-field splitting (ZFS) between the
$|m_{s}=0\rangle$ and $|m_{s}=\pm 1\rangle$ levels of the nitrogen-vacancy (NV)
center's electronic ground-state spin triplet can be used as a robust nanoscale
thermometer in a broad range of environments. However, despite numerous
measurements of this dependence in different temperature ranges, to our
knowledge no analytical expression has been put forward that captures the
scaling of the ZFS of the NV center across all relevant temperatures. Here we
present a simple, analytical, and physically motivated expression for the
temperature dependence of the NV center's ZFS that matches all experimental
observations, in which the ZFS shifts in proportion to the occupation numbers
of two representative phonon modes. In contrast to prior models our expression
does not diverge outside the regions of fitting. We show that our model
quantitatively matches experimental measurements of the ZFS from 15 to 500 K in
single NV centers in ultra-pure bulk diamond, and we compare our model and
measurements to prior models and experimental data.
- Abstract（参考訳）: m_{s}=0\rangle$と$|m_{s}=\pm 1\rangle$レベルの間のゼロフィールド分割(zfs)の温度依存性は、幅広い環境において強固なナノスケール温度計として使用できる。
しかし, 異なる温度範囲におけるこれらの依存性を多数測定したにもかかわらず, NV 中心の ZFS のスケーリングを観測する解析的表現は, 全温度にわたって行われていない。
ここでは,2つの代表的なフォノンモードの占有数に比例してZFSがシフトするすべての実験観測と一致する,NV中心のZFSの温度依存性に関する,単純で解析的,物理的動機付き表現を示す。
以前のモデルとは対照的に、我々の表現は適合領域外では分岐しない。
本モデルは,超純度バルクダイヤモンド中の単一nv中心におけるzfsの15～500k実験値と定量的に一致し,先行モデルと実験データとの比較を行った。
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