論文の概要: Towards high-sensitivity magnetometry with nitrogen vacancy centers in diamond using the singlet infrared absorption

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.20876v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 09:50:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:21:08.549991
• Title: Towards high-sensitivity magnetometry with nitrogen vacancy centers in diamond using the singlet infrared absorption
• Title（参考訳）: 一重項赤外吸収を用いたダイヤモンド中の窒素空孔中心を用いた高感度磁気計測
• Authors: Ali Tayefeh Younesi, Muhib Omar, Arne Wickenbrock, Dmitry Budker, Ronald Ulbricht,
• Abstract要約: 室温およびキャビティ無しでの磁気センサ感度の最適化について報告する。 我々は18pT$/sqrtmathrmHz$の感度に達し、以前報告された値を超えた。 また, CVD-Gownダイアモンドに固有の欠陥がHPHTダイアモンドに欠如しており, 励起が測定された一重項吸収信号に影響を与えることを報告した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The negatively-charged nitrogen vacancy (NV$^{-}$) center in diamond is widely used for quantum sensing since the sensitivity of the spin triplet in the electronic ground state to external perturbations such as strain and electromagnetic fields make it an excellent probe for changes in these perturbations. The spin state can be measured through optically detected magnetic resonance (ODMR), which is most commonly achieved by detecting the photoluminescence (PL) after exciting the spin-triplet transition. Recently, methods have been proposed and demonstrated that use the absorption of the infrared singlet transition at 1042 nm instead. These methods however require cryogenic temperatures or external cavities to enhance the absorption signal. Here, we report on our optimization efforts of the magnetometer sensitivity at room temperature and without cavities. We reach sensitivities of 18 pT$/\sqrt{\mathrm{Hz}}$, surpassing previously reported values. We also report on a defect that is native to CVD-grown diamond and thus absent in HPHT diamond, the excitation of which impacts the measured singlet absorption signal.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の負電荷窒素空孔(NV$^{-}$)中心は、電子基底状態におけるスピン三重項の感度がひずみや電磁場のような外部の摂動に敏感であるため、量子センシングに広く用いられている。 スピン状態は光学的に検出された磁気共鳴(ODMR)によって測定され、スピン-トリップ遷移を刺激した後、光ルミネッセンス(PL)を検出することで最も一般的に達成される。 近年,赤外一重項転移の吸収を1042nmで行う方法が提案されている。 これらの方法は、吸収信号を高めるために低温や外腔を必要とする。 本稿では,室温およびキャビティ無しでの磁気センサ感度の最適化について報告する。 我々は18pT$/\sqrt{\mathrm{Hz}}$の感度に達し、以前報告された値を超えた。 また, CVD-Gownダイアモンドに固有の欠陥がHPHTダイアモンドに欠如しており, 励起が測定された一重項吸収信号に影響を与えることを報告した。

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