論文の概要: Proximity-Induced Exchange Interaction: a New Pathway for Quantum Sensing using Spin Centers in Hexagonal Boron Nitride

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05208v1
• Date: Mon, 8 Apr 2024 05:30:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-09 15:23:43.597236
• Title: Proximity-Induced Exchange Interaction: a New Pathway for Quantum Sensing using Spin Centers in Hexagonal Boron Nitride
• Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素中のスピン中心を用いた量子センシングの新しい経路
• Authors: Lingnan Shen, Di Xiao, Ting Cao,
• Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)は2次元のファンデルワールス物質である。 hBNのスピンセンターはターゲット物質に近接して設計することができる。 我々は,hBNにおけるスピン中心と磁気基板との交換相互作用によって駆動される新しい量子センシングプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.067713702312506
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Defects in hexagonal boron nitride (hBN), a two-dimensional van der Waals material, have raised wide range interest for its potential in various quantum applications. Due to hBN's 2D nature, spin center in hBN can be engineered in close proximity to target material, providing advantages over their 3D counterparts, such as nitrogen-vacancy (NV) center in diamond. Here we propose a novel quantum sensing protocol driven by exchange interaction between spin center in hBN and the underlying magnetic substrate induced by magnetic proximity effect. By first-principle calculation, we demonstrate the induced exchange interaction dominates over dipole-dipole interaction by orders of magnitude when in proximity. The interaction remains antiferromagnetic across all stacking configuration between the spin center in hBN and the target van der Waals magnets. Additionally, we explored the scaling behavior of the exchange field as a function of the spatial separation between the spin center and the targets.
• Abstract（参考訳）: ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)の欠陥は、2次元のファンデルワールス物質であり、様々な量子応用においてその可能性に対する幅広い関心を高めている。 hBNの2Dの性質のため、hBNのスピン中心はターゲット物質に近接して設計することができ、ダイヤモンドの窒素空孔(NV)中心のような3D中心よりも有利である。 本稿では,hBNにおけるスピン中心と磁気近接効果によって誘導される磁性基板との交換相互作用によって駆動される新しい量子センシングプロトコルを提案する。 第一原理計算により, 双極子-双極子相互作用が近接する場合, 等級差で支配されることを示す。 相互作用は、hBNのスピン中心とターゲットのファンデルワールス磁石の間の全ての積み重ね構成で反強磁性のままである。 さらに,スピン中心とターゲットの空間的分離の関数としての交換場のスケーリング挙動について検討した。

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