論文の概要: Optically Coherent Nitrogen-Vacancy Centers in HPHT Treated Diamonds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17442v1
- Date: Thu, 26 Sep 2024 00:29:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-28 23:40:01.086885
- Title: Optically Coherent Nitrogen-Vacancy Centers in HPHT Treated Diamonds
- Title（参考訳）: HPHT処理ダイヤモンドの光コヒーレント窒素空孔中心
- Authors: Yuan-Han Tang, Xiaoran Zhang, Kang-Yuan Liu, Fan Xia, Huijie Zheng, Xiaobing Liu, Xin-Yu Pan, Heng Fan, Gang-Qin Liu,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、量子センシング、量子シミュレーション、量子ネットワークの分野において多くの注目を集めている。
本研究では,光学的にコヒーレントなNV中心を作製するための非破壊的手法を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.576597801995822
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As a point defect with unique spin and optical properties, nitrogen-vacancy (NV) center in diamond has attracted much attention in the fields of quantum sensing, quantum simulation, and quantum networks. The optical properties of an NV center are crucial for all these quantum applications. However, NV centers fabricated by destructive methods such as electron irradiation or ion implantation usually exhibit poor optical coherence. In this work, we demonstrate a non-destructive method to fabricate optically coherent NV centers. High-purity single crystal diamonds are annealed under high pressure and high temperature (1700 $^{\circ}$C, 5.5 GPa), and individually resolvable NV centers with narrow PLE linewidth (<100 MHz) are produced. The high-pressure condition prevents the conversion of diamond to graphite during high-temperature annealing, significantly expanding the parameter space for creating high-performance artificial defects for quantum information science. These findings deepen our understanding of NV center formation in diamond and have implications for the optimization of color centers in solids, including silicon carbide and hexagonal boron nitride.
- Abstract（参考訳）: 特異なスピンと光学的性質を持つ点欠陥として、ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は量子センシング、量子シミュレーション、量子ネットワークの分野で多くの注目を集めている。
NV中心の光学的性質はこれらの全ての量子応用に不可欠である。
しかしながら、電子照射やイオン注入などの破壊的な方法によって製造されたNV中心は、通常、光学的コヒーレンスを低下させる。
本研究では,光学的にコヒーレントなNV中心を作製するための非破壊的手法を実証する。
高純度単結晶ダイヤモンドは高圧と高温で熱処理され(1700$^{\circ}$C, 5.5GPa)、狭い数ミリの直線幅(100MHz)の個々の分解可能なNV中心が製造される。
高圧条件は、高温アニール中のダイヤモンドからグラファイトへの変換を防止し、量子情報科学のための高性能人工欠陥を生成するためのパラメータ空間を著しく拡張する。
これらの知見は、ダイヤモンド中のNV中心形成の理解を深め、炭化ケイ素や窒化ヘキサゴナルホウ素を含む固体中の色中心の最適化に影響を及ぼす。
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