論文の概要: Magneto-optical properties of Group-IV--vacancy centers in diamond upon hydrostatic pressure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.10407v1
• Date: Mon, 19 Aug 2024 20:46:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-21 17:43:23.889539
• Title: Magneto-optical properties of Group-IV--vacancy centers in diamond upon hydrostatic pressure
• Title（参考訳）: 静水圧下におけるダイヤモンド中のGroup-IV-空孔中心の磁気光学特性
• Authors: Meysam Mohseni, Lukas Razinkovas, Vytautas Žalandauskas, Gergő Thiering, Adam Gali,
• Abstract要約: G4V($-$)またはG4Vセンターと呼ばれるダイヤモンドの負電荷型グループIV空孔欠陥は、量子情報処理において大きな注目を集めている。 本研究では,180GPaまでの高圧下でのG4V中心の磁気光学特性について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In recent years, the negatively charged group-IV--vacancy defects in diamond, labeled as G4V($-$) or G4V centers, have received a great attention in quantum information processing. In this study, we investigate the magneto-optical properties of the G4V centers under high compressive hydrostatic pressures up to 180~GPa. The spin-orbit splitting for the electronic ground and excited states and the hyperfine tensors are calculated by means of plane wave supercell density functional theory as unique fingerprints of these defects. To this end, we developed a theory for calculating the hyperfine tensors when the electronic states are subject to Jahn--Teller effect. We find that the zero-phonon-line energy increases with adding hydrostatic pressures where the coupling strength increases from SiV($-$) to PbV($-$). On the other hand, the calculated photoionization threshold energies indicate that the operation of PbV($-$) based quantum sensor is limited up to 30~GPa of hydrostatic pressure whereas SnV($-$), GeV($-$) and SiV($-$) remain photostable up to 180~GPa of hydrostatic pressure.
• Abstract（参考訳）: 近年では、G4V($-$)またはG4Vと呼ばれるダイヤモンドの負に帯電したグループIV空孔欠陥が、量子情報処理において大きな注目を集めている。 本研究では,180〜GPaまでの高圧静水圧下でのG4V中心の磁気光学特性について検討した。 電子グラウンドと励起状態と超微細テンソルのスピン軌道分割は、これらの欠陥のユニークな指紋として平面波超セル密度汎関数理論を用いて計算する。 この目的のために、電子状態がJahn-Teller効果を受けるとき、超微細テンソルを計算する理論を開発した。 ゼロフォノン線エネルギーはSiV($-$)からPbV($-$)への結合強度が増加する静水圧を加えることで増加する。 一方、計算された光イオン化閾値エネルギーは、PbV($-$)ベースの量子センサの動作が静水圧30〜GPaに制限されているのに対して、SnV($-$)、GeV($-$)、SiV($-$)は静水圧180〜GPaに制限されていることを示している。

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