論文の概要: Optimisation of electron irradiation for creating spin ensembles in hexagonal boron nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.14717v1
- Date: Tue, 23 Apr 2024 03:45:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-24 15:20:15.749892
- Title: Optimisation of electron irradiation for creating spin ensembles in hexagonal boron nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素におけるスピンアンサンブル生成のための電子照射の最適化
- Authors: Alexander J Healey, Priya Singh, Islay O Robertson, Christopher Gavin, Sam C Scholten, David A Broadway, Philipp Reineck, Hiroshi Abe, Takeshi Ohshima, Mehran Kianinia, Igor Aharonovich, Jean-Philippe Tetienne,
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)中のホウ素空孔中心(V_rm B-$)アンサンブルは、近年2次元固体量子センサーとしての可能性への関心を集めている。
V_rm B-$生成には照射が必要であるが、これまでは欠陥生成プロセスの最適化に限定された注意しか向けられていない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.788387654121706
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Boron vacancy centre ($V_{\rm B}^-$) ensembles in hexagonal boron nitride (hBN) have attracted recent interest for their potential as two-dimensional solid-state quantum sensors. Irradiation is necessary for $V_{\rm B}^-$ creation, however, to date only limited attention has been given to optimising the defect production process, especially in the case of bulk irradiation with high-energy particles, which offers scalability through the potential for creating ensembles in large volumes of material. Here we systematically investigate the effect of electron irradiation by varying the dose delivered to a range of hBN samples, which differ in their purity, and search for an optimum in measurement sensitivity. We find that moderate electron irradiation doses ($\approx 5\times 10^{18}$~cm$^{-2}$) appear to offer the best sensitivity, and also observe a dependence on the initial crystal purity. These results pave the way for the scalable and cost-effective production of hBN quantum sensors, and provide insight into the mechanisms limiting $V_{\rm B}^-$ spin properties.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hBN)中のホウ素空孔中心(V_{\rm B}^-$)アンサンブルは、近年2次元固体量子センサーとしての可能性に注目されている。
V_{\rm B}^-$生成には照射が必要であるが、特に高エネルギー粒子によるバルク照射において、大量の材料にアンサンブルを発生させる可能性を通じてスケーラビリティを提供する場合、欠陥生成プロセスの最適化に限定的な注意が払われている。
ここでは, 純度が異なるhBN試料に供給される線量を変化させ, 電子照射の効果を系統的に検討し, 測定感度の最適値を求める。
適度な電子線照射量(\approx 5\times 10^{18}$~cm$^{-2}$)が最高の感度を与え、初期結晶の純度への依存性も観察できる。
これらの結果は、スケーラブルで費用対効果の高いhBN量子センサの製作の道を開くとともに、$V_{\rm B}^-$スピン特性を制限するメカニズムについての洞察を与える。
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