論文の概要: Quantum spin probe of single charge dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02894v1
- Date: Tue, 5 Dec 2023 17:06:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-06 14:55:01.611830
- Title: Quantum spin probe of single charge dynamics
- Title（参考訳）: 単一電荷ダイナミクスの量子スピンプローブ
- Authors: Jonathan C. Marcks, Mykyta Onizhuk, Yu-Xin Wang, Yizhi Zhu, Yu Jin,
Benjamin S. Soloway, Masaya Fukami, Nazar Delegan, F. Joseph Heremans,
Aashish A. Clerk, Giulia Galli, David D. Awschalom
- Abstract要約: 光学的に不活性なスピン欠陥を探索する方法は、原子スケールで半導体物理学を明らかにする。
我々は、欠陥中心の電荷とスピン状態の内在的相関を利用して、欠陥電荷の集団およびダイナミクスを測定する。
これらのスピン共鳴に基づく手法は、関連する物質の他の固体欠陥系に一般化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.738467349905894
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Electronic defects in semiconductors form the basis for many emerging quantum
technologies. Understanding defect spin and charge dynamics in solid state
platforms is crucial to developing these building blocks, but many defect
centers are difficult to access at the single-particle level due to the lack of
sensitive readout techniques. A method for probing optically inactive spin
defects would reveal semiconductor physics at the atomic scale and advance the
study of new quantum systems. We exploit the intrinsic correlation between the
charge and spin states of defect centers to measure defect charge populations
and dynamics through the steady-state spin population, read-out at the
single-defect level with a nearby optically active qubit. We directly measure
ionization and charge relaxation of single dark defects in diamond, effects we
do not have access to with traditional coherence-based quantum sensing. These
spin resonance-based methods generalize to other solid state defect systems in
relevant materials.
- Abstract（参考訳）: 半導体の電子欠陥は多くの新興量子技術の基盤となっている。
固体プラットフォームにおける欠陥スピンと電荷のダイナミクスを理解することはこれらの構成要素を開発する上で重要であるが、高感度リードアウト技術がないため、多くの欠陥センターは単一粒子レベルでのアクセスが困難である。
光学的に不活性なスピン欠陥を探索する方法は、原子スケールで半導体物理学を明らかにし、新しい量子系の研究を進める。
欠陥中心の電荷状態とスピン状態の間に本質的な相関を利用して欠陥電荷集団と定常スピン集団のダイナミクスを測定し、近傍の光学活性量子ビットと単相レベルで読み出しを行う。
ダイヤモンド中の単一暗い欠陥のイオン化と電荷緩和を直接測定するが、従来のコヒーレンスに基づく量子センシングではアクセスできない。
これらのスピン共鳴に基づく手法は、関連する物質の他の固体欠陥系に一般化する。
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