論文の概要: Diamond Micro-Chip for Quantum Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.10414v1
- Date: Fri, 15 Mar 2024 15:48:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 16:21:13.810032
- Title: Diamond Micro-Chip for Quantum Microscopy
- Title（参考訳）: 量子顕微鏡用ダイヤモンドマイクロチップ
- Authors: Shahidul Asif, Hang Chen, Johannes Cremer, Shantam Ravan, Jeyson Tamara-Isaza, Saurabh Lamsal, Reza Ebadi, Yan Li, Ling-Jie Zhou, Cui-Zu Chang, John Q. Xiao, Amir Yacoby, Ronald L. Walsworth, Mark J. H. Ku,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、電流、磁化、スピンの顕微鏡として人気が高まっている。
111配向NVアンサンブルを含むダイヤモンドマイクロチップを特徴付け,高分解能量子顕微鏡への応用を実証する。
この研究は、DMCがNV量子顕微鏡の材料、装置、地質学、生物医学、化学科学への応用を拡大する可能性を確立している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.888484009150695
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The nitrogen vacancy (NV) center in diamond is an increasingly popular quantum sensor for microscopy of electrical current, magnetization, and spins. However, efficient NV-sample integration with a robust, high-quality interface remains an outstanding challenge to realize scalable, high-throughput microscopy. In this work, we characterize a diamond micro-chip (DMC) containing a (111)-oriented NV ensemble; and demonstrate its utility for high-resolution quantum microscopy. We perform strain imaging of the DMC and find minimal detrimental strain variation across a field-of-view of tens of micrometer. We find good ensemble NV spin coherence and optical properties in the DMC, suitable for sensitive magnetometry. We then use the DMC to demonstrate wide-field microscopy of electrical current, and show that diffraction-limited quantum microscopy can be achieved. We also demonstrate the deterministic transfer of DMCs with multiple materials of interest for next-generation electronics and spintronics. Lastly, we develop a polymer-based technique for DMC placement. This work establishes the DMC's potential to expand the application of NV quantum microscopy in materials, device, geological, biomedical, and chemical sciences.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、電流、磁化、スピンの顕微鏡として人気が高まっている。
しかし、堅牢で高品質なインターフェースによる効率的なNVサンプル統合は、スケーラブルで高スループットの顕微鏡を実現する上で、依然として顕著な課題である。
本研究では,111配向NVアンサンブルを含むダイヤモンドマイクロチップ(DMC)を特徴付け,その高分解能量子顕微鏡への応用を実証する。
我々は, DMCのひずみイメージングを行い, 数十マイクロメートルの視野で最小の劣化ひずみの変動を観測した。
DMCのスピンコヒーレンスと光学特性は,高感度磁気計測に適している。
次に、DMCを用いて、電流の広い磁場顕微鏡を示し、回折制限量子顕微鏡が実現可能であることを示す。
また, 次世代電子・スピントロニクスにおいて, 複数の材料を用いたDMCの決定論的移動を示す。
最後に, 高分子を用いたDMC配置法を開発した。
この研究は、DMCがNV量子顕微鏡の材料、装置、地質学、生物医学、化学科学への応用を拡大する可能性を確立している。
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