論文の概要: Room-temperature quantum sensing with photoexcited triplet electrons in organic crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.13898v1
• Date: Wed, 21 Feb 2024 16:09:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-22 14:42:30.747703
• Title: Room-temperature quantum sensing with photoexcited triplet electrons in organic crystals
• Title（参考訳）: 光励起三重電子を用いた有機結晶中の室温量子センシング
• Authors: Harpreet Singh, Noella D'Souza, Keyuan Zhong, Emanuel Druga, Julianne Oshiro, Brian Blankenship, Jeffrey A. Reimer, Jonathan D. Breeze, and Ashok Ajoy
• Abstract要約: 光励起有機色調における偏光スピントリップレット電子を用いた量子センサ 技術は化学系における量子センシングの新たな可能性を強調している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4085555227308877
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum sensors have notably advanced high-sensitivity magnetic field detection. Here, we report quantum sensors constructed from polarized spin-triplet electrons in photoexcited organic chromophores, specifically focusing on pentacene-doped para-terphenyl (${\approx}$0.1%). We demonstrate essential quantum sensing properties at room temperature: electronic optical polarization and state-dependent fluorescence contrast, by leveraging differential pumping and relaxation rates between triplet and ground states. We measure high optically detected magnetic resonance (ODMR) contrast ${\approx}16.8\%$ of the triplet states at room temperature, along with long coherence times under spin echo and CPMG sequences, $T_2{=}2.7\mu$s and $T_2^{DD}{=}18.4\mu$s respectively, limited only by the triplet lifetimes. The material offers several advantages for quantum sensing, including the ability to grow large ($cm$-scale) crystals at low cost, the absence of paramagnetic impurities, and the diamagnetism of electronic states used for sensing when not optically illuminated. Utilizing pentacene as a representative of a broader class of spin triplet-polarizable organic molecules, this study highlights new potential for quantum sensing in chemical systems.
• Abstract（参考訳）: 量子センサーは特に高感度磁場検出技術が進歩している。 ここでは,光励起有機蛍光体中の偏光スピン三重項電子から構築した量子センサーについて報告する。 光偏光と状態依存蛍光コントラストという室温における必須量子センシング特性を,三重項状態と基底状態の差動励起と緩和率を利用して実証する。 室温での3重項状態の高光度検出磁気共鳴(odmr)コントラスト${\approx}16.8\%$とスピンエコーとcpmg系列の長いコヒーレンス時間、それぞれ$t_2{=}2.7\mu$sと$t_2^{dd}{=}18.4\mu$sを測定し、三重項寿命のみに制限した。 この物質は、大きな(cm$-scale)結晶を低コストで成長させる能力、常磁性不純物が存在しないこと、光学的に照らされていない場合の電子状態の反磁性など、量子センシングのいくつかの利点を提供する。 ペンタセンをスピン三重項偏極性有機分子の幅広いクラスの代表として利用し、化学系における量子センシングの新たな可能性を強調した。

関連論文リスト

• Room-temperature optically detected coherent control of molecular spins [0.0]
  光インターフェースされた分子スピンは、センシングやイメージングなどの量子技術のための有望なプラットフォームである。 室温で光学的に検出されたコヒーレントスピン制御は多くの用途において重要なイネーブルである。 これらの結果は、合成化学によって体系的に調整できる室温量子技術の機会を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-12T11:06:29Z)
• Electron Paramagnetic Resonance spectroscopy of a scheelite crystal using microwave photon counting [0.0]
  電子スピンのアンサンブルによって放出されるマイクロ波光子を放射的に緩和する手法がミリケルビン温度での電子常磁性共鳴分光の感度の高い新しい方法として導入された。 ここでは、このスピン蛍光法をCaWO4のシェライト結晶に適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-05T15:30:56Z)
• In-situ-tunable spin-spin interactions in a Penning trap with in-bore optomechanics [41.94295877935867]
  本稿では,コヒーレントスピンモーションとスピンスピン相互作用強度のその場チューニングのためのオプティメカルシステムを提案する。 誘導平均場スピン沈降率の測定値を用いて,本システムの特徴付けを行う。 これらの実験は、コヒーレントと非コヒーレント相互作用強度の比のおよそ$times2$の変動を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-31T11:00:39Z)
• Strong Purcell enhancement of an optical magnetic dipole transition [0.0]
  ナノフォトニック構造を持つ状態の局所密度の工学は、パーセル効果を介して光-物質相互作用を制御する強力なツールである。 ナノフォトニックキャビティに結合した1つの希土類イオンを用いた光磁気パーセル効果を実験的に実証した。 この研究は、状態工学の電気的および磁気的密度の基本的な等価性を実証し、より広いクラスのエミッタに対する光-物質相互作用を制御するための新しいツールを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-06T14:37:58Z)
• Resonant two-laser spin-state spectroscopy of a negatively charged quantum dot-microcavity system with a cold permanent magnet [0.0]
  475 mTの面内Voigt形状の磁場を5Kで供給するSmCoマグネットの小型化について述べる。 この量子ドットは複屈折型高精細光マイクロキャビティに埋め込まれており、単一の光子の効率的な収集を可能にしている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-05T20:10:49Z)
• Probing many-body correlations using quantum-cascade correlation spectroscopy [0.0]
  放射性量子カスケード、すなわちエネルギーレベルのはしごからの光子の連続放出は、量子光学において基本的な重要性である。 ここでは、エキシトンポラリトンを用いて、はしごの個々の遷移が解決されない状態における光子のカスケード放出を探索する。 注目すべきことに、測定された光子-光子相関は、偏光子エネルギーに強い依存を示し、したがって、下層の偏光子相互作用強度に強い依存を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-18T09:51:12Z)
• Quantum density matrix theory for a laser without adiabatic elimination of the population inversion: transition to lasing in the class-B limit [62.997667081978825]
  B級量子密度行列モデルは、統一理論におけるコヒーレンスと光子相関を正確に記述することができない。 ここでは、一般クラスBレーザーに対する密度行列の理論的アプローチを行い、光子のフォック基底におけるフォトニックおよび原子還元密度行列の閉方程式を提供する。 このモデルは、クラスBレーザーデバイスにおける数光子分岐と非古典光子相関の研究を可能にし、コヒーレント結合ナノレーザーアレイの量子記述を活用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T16:33:51Z)
• Single quantum emitters with spin ground states based on Cl bound excitons in ZnSe [55.41644538483948]
  InSeにおけるCl不純物に基づく電子スピン量子ビットを持つ新しいタイプの単一光子エミッタを示す。 その結果, 単一Cl不純物はフォトニック界面を有する単一光子源として好適であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-11T04:29:21Z)
• Position-controlled quantum emitters with reproducible emission wavelength in hexagonal boron nitride [45.39825093917047]
  低次元層状材料中の単一光子エミッタ(SPE)は、最近、統合と極端に小型化の見地から大きな関心を集めている。 ここでは、選択された場所で電子ビームによって活性化される高純度合成六方晶窒化ホウ素(hBN)中のSPEを実証する。 本研究は,2次元材料における同一量子エミッタに基づくトップダウン集積デバイスの実現に向けた重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-24T17:20:19Z)
• Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
  超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。 競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。 これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z)
• Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions [57.50861918173065]
  ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。 分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。 これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。