論文の概要: Coherent Erbium Spin Defects in Colloidal Nanocrystal Hosts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07762v1
- Date: Tue, 11 Jun 2024 22:55:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-13 20:56:21.816856
- Title: Coherent Erbium Spin Defects in Colloidal Nanocrystal Hosts
- Title（参考訳）: コロイドナノ結晶ホストにおけるコヒーレントエルビウムスピン欠陥
- Authors: Joeson Wong, Mykyta Onizhuk, Jonah Nagura, Arashdeep S. Thind, Jasleen K. Bindra, Christina Wicker, Gregory D. Grant, Yuxuan Zhang, Jens Niklas, Oleg G. Poluektov, Robert F. Klie, Jiefei Zhang, Giulia Galli, F. Joseph Heremans, David D. Awschalom, A. Paul Alivisatos,
- Abstract要約: 酸化セリウムナノ結晶ホストでドープされたEr3+イオンにおけるスピンコヒーレンスの約1マイクロ秒間を実証した。
核スピンフリーホスト材料における瞬時拡散限界以下のドーパント密度を減少させることにより、長いスピンコヒーレンスを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.075207102690892
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate nearly a microsecond of spin coherence in Er3+ ions doped in cerium dioxide nanocrystal hosts, despite a large gyromagnetic ratio and nanometric proximity of the spin defect to the nanocrystal surface. The long spin coherence is enabled by reducing the dopant density below the instantaneous diffusion limit in a nuclear spin-free host material, reaching the limit of a single erbium spin defect per nanocrystal. We observe a large Orbach energy in a highly symmetric cubic site, further protecting the coherence in a qubit that would otherwise rapidly decohere. Spatially correlated electron spectroscopy measurements reveal the presence of Ce3+ at the nanocrystal surface that likely acts as extraneous paramagnetic spin noise. Even with these factors, defect-embedded nanocrystal hosts show tremendous promise for quantum sensing and quantum communication applications, with multiple avenues, including core-shell fabrication, redox tuning of oxygen vacancies, and organic surfactant modification, available to further enhance their spin coherence and functionality in the future.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,Er3+イオンを二酸化セリウムナノ結晶ホストにドープした状態でのスピンコヒーレンスの約1マイクロ秒間におけるスピンコヒーレンスを示す。
核スピンフリーホスト材料において、ドパント密度を即時拡散限界以下に低減し、ナノ結晶当たりの1つのエルビウムスピン欠陥の限界に達することにより、長いスピンコヒーレンスを実現する。
高度に対称な立方体において大きなオルバッハエネルギーを観測し、それ以外は急速にデコヒーレとなるクビット内のコヒーレンスを保護する。
空間的に相関した電子分光測定により、ナノ結晶表面におけるCe3+の存在が明らかになる。
これらの要因にもかかわらず、欠陥を埋め込んだナノ結晶ホストは、コアシェルの製作、酸素空孔の酸化還元調整、有機界面活性剤の改質など、将来スピンコヒーレンスと機能を強化するために利用可能な複数の方法を含む、量子センシングと量子通信のアプリケーションにとって、非常に有望である。
関連論文リスト
- Gyroscopic stability for nanoparticles in Stern-Gerlach Interferometry and spin contrast [2.569338891678463]
物質波干渉計における回転の役割について検討し, 欠陥方向に沿って角運動量を与えるとスピンコントラストが増大することを示した。
与えられた角運動量は、ほぼ2倍の係数で空間重畳を高め、ナノダイアモンド中の潜在的な永久双極子を平均化することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-22T17:24:27Z) - Robust external spin hyperpolarization of quadrupolar nuclei enabled by strain [7.997969189140034]
ゼロフィールド周囲の対向線を横切る磁場スイープにより外部スピン偏極が得られる可能性を示す。
その結果, 天然核スピン-1/2種への偏極損失を経験することなく, ダイヤモンド表面近傍のナノ材料におけるスピンの超偏極化を図った。
11Bはh-BNナノシートにスピンし、その長い緩和時間と大きな表面積を持ち、液体相へのリレー型核偏光の代替となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-28T06:41:47Z) - Microwave-based quantum control and coherence protection of tin-vacancy
spin qubits in a strain-tuned diamond membrane heterostructure [54.501132156894435]
ダイヤモンド中のスズ空孔中心(SnV)は、1.7Kで望ましい光学特性とスピン特性を持つ有望なスピン光子界面である。
我々は、これらの課題を克服する新しいプラットフォームを導入する。SnVは、一様に歪んだ薄いダイヤモンド膜の中心である。
結晶ひずみの存在は温度依存性の劣化を抑え、コヒーレンス時間を4Kで223ドルまで改善する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-21T21:40:21Z) - Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。
我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。
我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z) - Engineering Spin Coherence in Core-Shell Diamond Nanocrystals [0.0]
ダイヤモンドナノ結晶は、ナノスケール空間分解能を持つ生体システムの物理的特性を探索できるスピン量子ビットセンサーを搭載できる。
本研究では, コアシェル構造による磁性表面ノイズを著しく低減する。
観察結果から, ダイヤモンドナノ結晶におけるスピンデファス化機構の解明が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-04T18:00:00Z) - Van der Waals Materials for Applications in Nanophotonics [49.66467977110429]
本稿では, ナノフォトニクスプラットフォームとして, 層状ファンデルワールス結晶(vdW)を創出する。
機械的に剥離した薄膜(20-200nm)ファンデルワールス結晶の誘電応答を抽出し, 高い屈折率をn=5。
SiO$と金でナノアンテナを作製し,vdW薄膜と各種基板との相溶性を利用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-12T12:57:14Z) - Nanofabricated and integrated colour centres in silicon carbide with
high-coherence spin-optical properties [1.3246119976070139]
シリコン空孔中心(VSi)の4H-SiCにおけるナノスケール作製を, スピン光学特性の劣化を伴わずに実証した。
イオン注入および三角断面導波路により生じる単一欠陥に対して、ほぼ変態した光子放射と記録スピンコヒーレンス時間を示す。
後者では、フォールトトレラントな量子情報分布に欠かせない、近隣の核スピン量子ビットのさらなる制御動作を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-10T08:42:14Z) - Resolving the controversy in biexciton binding energy of cesium lead
halide perovskite nanocrystals through heralded single-particle spectroscopy [0.8911822441893501]
CsPbBr$_3$ナノ結晶は, 励起子-励起子相互作用に優れ, 平均バイエキシトン結合エネルギーは10MeVである。
CsPbI$_3$ナノ結晶では、ゼロに近い平均バイエクシトン結合エネルギーが観測され、個々のナノ結晶は弱い誘電性または弱い反発性エクシトン相互作用を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-01T01:27:45Z) - Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。
我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。
我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z) - Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin
bath [55.41644538483948]
スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。
窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。
我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z) - Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on
nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。
このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。
これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z)
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。