論文の概要: Cooperative dynamic polaronic picture of diamond color centers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06144v1
• Date: Tue, 10 Sep 2024 01:40:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-11 19:20:45.992088
• Title: Cooperative dynamic polaronic picture of diamond color centers
• Title（参考訳）: ダイヤモンド色中心の協調的動的ポーラロン像
• Authors: Takuto Ichikawa, Junjie Guo, Paul Fons, Dwi Prananto, Toshu An, Muneaki Hase,
• Abstract要約: ポラロンはキャリアモビリティを制御でき、量子デバイスの設計にも使用できる。 ここでは,超高速ポンププローブ法によるダイヤモンド結晶中の窒素空孔中心のポーラロン挙動について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5772546394254112
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Polarons can control carrier mobility and can also be used in the design of quantum devices. Although much effort has been directed into investigating the nature of polarons, observation of defect-related polarons is challenging due to electron-defect scattering. Here we explore the polaronic behavior of nitrogen-vacancy (NV) centers in a diamond crystal using an ultrafast pump-probe technique. A 10-fs optical pulse acts as a source of high electric field exceeding the dielectric breakdown threshold, in turn exerting a force on the NV charge distribution and polar optical phonons. The electronic and phononic responses are enhanced by an order of magnitude for a low density of NV centers, which we attribute to a combination of cooperative polaronic effects and scattering by defects. First-principles calculations support the presence of dipolar Fr\"ohlich interaction via non-zero Born effective charges. Our findings provide insights into the physics of color centers in diamonds.
• Abstract（参考訳）: ポラロンはキャリアモビリティを制御でき、量子デバイスの設計にも使用できる。 ポーラロンの性質の研究には多くの努力が注がれているが、欠陥に関連するポーラロンの観察は電子欠陥の散乱によって困難である。 ここでは,超高速ポンププローブ法によるダイヤモンド結晶中の窒素空孔中心のポーラロン挙動について検討する。 10fsの光パルスは、絶縁破壊閾値を超える高電界の源として作用し、NV電荷分布と極性光フォノンに力を与える。 電子応答とフォノン応答は、低密度のNV中心に対して桁違いに増強されるが、これは協調的な極性効果と欠陥による散乱の組合せによるものである。 第一原理計算は、非ゼロボルンの有効電荷による双極子Fr\"ohlich相互作用の存在を支持する。 ダイアモンド中の色中心の物理に関する知見を提供する。

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