論文の概要: Quantum magnetometry of transient signals with a time resolution of 1.1 nanoseconds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05542v1
- Date: Fri, 08 Nov 2024 12:57:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 14:53:31.025958
- Title: Quantum magnetometry of transient signals with a time resolution of 1.1 nanoseconds
- Title（参考訳）: 時間分解能1.1ナノ秒の過渡信号の量子磁気計測
- Authors: Konstantin Herb, Laura A. Völker, John M. Abendroth, Nicholas Meinhardt, Laura van Schie, Pietro Gambardella, Christian L. Degen,
- Abstract要約: 固体のスピン欠陥に基づく量子磁気センサは、強磁性や反強磁性、超伝導、電流誘起磁場などの様々な磁気現象を感度で撮像することができる。
本稿では, 高速信号過渡現象の検出について報告する。
室温1.1 ns, 0.9GHz, 飛行時間精度20pps以上で, 窒素空洞中心磁力計(NV)を室温で測定し, 最適時間分解能が1.1 ns, 即時帯域幅が0.9GHz, 飛行時間精度が20pps以上であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum magnetometers based on spin defects in solids enable sensitive imaging of various magnetic phenomena, such as ferro- and antiferromagnetism, superconductivity, and current-induced fields. Existing protocols primarily focus on static fields or narrow-band dynamical signals, and are optimized for high sensitivity rather than fast time resolution. Here, we report detection of fast signal transients, providing a perspective for investigating the rich dynamics of magnetic systems. We experimentally demonstrate our technique using a single nitrogen-vacancy (NV) center magnetometer at room temperature, reaching a best-effort time resolution of 1.1 ns, an instantaneous bandwidth of 0.9 GHz, and a time-of-flight precision better than 20 ps. The time resolution can be extended to the picosecond range by use of on-chip waveguides. At these speeds, NV quantum magnetometers will become competitive with time-resolved synchrotron X-ray techniques. Looking forward, adding fast temporal resolution to the spatial imaging capability further promotes single-spin probes as powerful research tools in spintronics, mesoscopic physics, and nanoscale device metrology.
- Abstract（参考訳）: 固体のスピン欠陥に基づく量子磁気センサは、強磁性や反強磁性、超伝導、電流誘起磁場などの様々な磁気現象を感度で撮像することができる。
既存のプロトコルは主に静的フィールドや狭帯域の動的信号に重点を置いており、高速な時間分解能よりも高感度に最適化されている。
本稿では, 高速信号過渡現象の検出について報告する。
室温1.1 ns, 0.9GHz, 飛行時間精度20pps以上で, 窒素空洞中心磁力計(NV)を室温で測定し, 最適時間分解能が1.1 ns, 即時帯域幅が0.9GHz, 飛行時間精度が20pps以上であることを示す。
時間分解能はオンチップ導波路を用いてピコ秒範囲まで拡張することができる。
これらの速度で、NV量子磁気センサは、時間分解されたシンクロトロンX線技術と競合するようになる。
今後は、空間イメージング能力に高速時間分解能を加えることで、スピントロニクス、メソスコピック物理学、ナノスケールデバイスメトロジーにおける強力な研究ツールとして、シングルスピンプローブがさらに促進される。
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