論文の概要: Nitrogen-Vacancy Centers in Epitaxial Laterally Overgrown Diamond: Towards Up-scaling of Color Center-based Quantum Technologies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11481v1
• Date: Mon, 20 Jan 2025 13:24:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-22 14:19:59.895308
• Title: Nitrogen-Vacancy Centers in Epitaxial Laterally Overgrown Diamond: Towards Up-scaling of Color Center-based Quantum Technologies
• Title（参考訳）: エピタキシャル側方成長ダイヤモンド中の窒素空孔中心:カラーセンター型量子技術のアップスケーリングに向けて
• Authors: Nimba Oshnik, Sebastian Westrich, Nina Burmeister, Oliver Roman Opaluch, Lahcene Mehmel, Riadh Issaoui, Alexandre Tallaire, Ovidiu Brinza, Jocelyn Achard, Elke Neu,
• Abstract要約: 広い領域を持つ高品質で単結晶ダイヤモンド(SCD)は、アップスケーリング量子技術応用に望ましい。 ヘテロエピタキシーは大きなSCDを成長させるための一般的なツールとなっているが、量子アプリケーションに必要な高結晶質を達成することは依然として課題である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.73124984242397
• License:
• Abstract: Providing high-quality, single-crystal diamond (SCD) with a large area is desirable for up-scaling quantum technology applications that rely on color centers in diamond. Growth methods aiming to increase the area of SCD are an active research area. Native color centers offer a sensitive probe for local crystal quality in such novel materials e.g., via their reaction to stress. In this work, we investigate individual native nitrogen-vacancy (NV) centers in SCD layers manufactured via laterally overgrowing hole arrays in a heteroepitaxially grown large-scale substrate. Heteroepitaxy has become a common tool for growing large SCDs; however, achieving the high crystal quality needed for quantum applications remains a challenge. In the overgrown layer, we identify NV centers with spin-decoherence times in the order of hundreds of microseconds, comparable to high-purity homoepitaxial SCD. We quantify the effective crystal strain in different regions of the overgrown layer, indicating a low stress overall and a stress reduction in the diamond layer above the holes.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの色中心に依存するアップスケーリング量子技術応用には、高品質で広い領域を持つ単結晶ダイヤモンド(SCD)が望ましい。 SCDの面積を増やそうとする成長手法は活発な研究分野である。 ネイティブカラーセンターは、ストレスに対する反応を通じて、例えばそのような新しい材料において、局所的な結晶品質に対する感度の高いプローブを提供する。 本研究では,SCD層内における窒素空孔(NV)の個々人中心を,異方性エピタキシャルに成長した大規模基板上に側方成長するホールアレイを用いて調査した。 ヘテロエピタキシーは大きなSCDを成長させるための一般的なツールとなっているが、量子アプリケーションに必要な高結晶質を達成することは依然として課題である。 高純度ホモエピタキシャルSCDに匹敵する、数百マイクロ秒の順番でNV中心をスピン脱コヒーレンス時間で同定する。 本研究は, 過剰粒層の異なる領域における有効結晶ひずみを定量化し, 全体的な応力の低下と, 穴の上のダイヤモンド層の応力低下を示唆した。

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