論文の概要: Determining Strain Components in a Diamond Waveguide from Zero-Field
ODMR Spectra of NV$^{-}$ Center Ensembles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06422v1
- Date: Fri, 9 Feb 2024 14:13:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-12 16:39:06.928987
- Title: Determining Strain Components in a Diamond Waveguide from Zero-Field
ODMR Spectra of NV$^{-}$ Center Ensembles
- Title（参考訳）: NV$^{-}$センターアンサンブルのゼロフィールドODMRスペクトルによるダイヤモンド導波路のひずみ成分の決定
- Authors: M. Sahnawaz Alam, Federico Gorrini, Micha{\l} Gawe{\l}czyk, Daniel
Wigger, Giulio Coccia, Yanzhao Guo, Sajedeh Shahbazi, Vibhav Bharadwaj,
Alexander Kubanek, Roberta Ramponi, Paul E. Barclay, Anthony J. Bennett, John
P. Hadden, Angelo Bifone, Shane M. Eaton, Pawe{\l} Machnikowski
- Abstract要約: ダイヤモンド中のレーザーによる導波路は、NV$-$の生成を促進し、光との結合を改善すると同時に、結晶のひずみを誘導する。
一般的に用いられるゼロフィールド光磁気共鳴(ODMR)を用いて、NV$-$スピン状態を実験的に探究する。
我々の導波路では、ODMRスペクトルはシフトし、分裂し、一貫した非対称である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.520249749064323
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The negatively charged nitrogen-vacancy (NV${}^-$) center in diamond has
shown great potential in nanoscale sensing and quantum information processing
due to its rich spin physics. An efficient coupling with light, providing
strong luminescence, is crucial for realizing these applications. Laser-written
waveguides in diamond promote NV${}^-$ creation and improve their coupling to
light but at the same time induce strain in the crystal. The induced strain
contributes to light guiding but also affects the energy levels of NV${}^-$
centers. We probe NV${}^-$ spin states experimentally with the commonly used
zero-field optically detected magnetic resonance (ODMR). In our waveguides, the
ODMR spectra are shifted, split, and consistently asymmetric, which we
attribute to the impact of local strain. To understand these features, we model
ensemble ODMR signals in the presence of strain. By fitting the model results
to the experimentally collected ODMR data we determine the strain tensor
components at different positions, thus determining the strain profile across
the waveguide. We show that ODMR spectroscopy can be used as a strain imaging
tool. The resulting strain within the waveguide is dominated by a compressive
axial component transverse to the waveguide structure, with a smaller
contribution from vertical and shear strain components.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の負電荷窒素空孔(NV${}^-$)中心は、その豊富なスピン物理のためにナノスケールのセンシングと量子情報処理に大きな可能性を示している。
強い発光をもたらす光との効率的な結合は、これらの応用を実現するのに不可欠である。
ダイヤモンド中のレーザーによる導波路は、NV${}^-$生成を促進し、光との結合を改善すると同時に結晶のひずみを誘導する。
誘導ひずみは光誘導に寄与するが、NV${}^-$中心のエネルギーレベルにも影響を及ぼす。
一般的に用いられるゼロフィールド光磁気共鳴(ODMR)を用いてNV${}^-$スピン状態を実験的に探究する。
導波路では、odmrスペクトルはシフト、スプリット、一貫性のない非対称であり、局所ひずみの影響によるものである。
これらの特徴を理解するため,ひずみの存在下でのアンサンブルODMR信号のモデル化を行った。
実験により得られたODMRデータにモデル結果を適用することにより, ひずみテンソル成分を異なる位置で決定し, 導波路のひずみ分布を決定する。
本研究では, ODMR 分光法をストレインイメージングツールとして利用できることを示す。
導波管内部のひずみは、導波管構造に横切る圧縮軸成分によって支配され、垂直およびせん断ひずみ成分からの寄与は小さい。
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