論文の概要: First-Principles Framework for the Prediction of Intersystem Crossing Rates in Spin Defects: The Role of Electron Correlation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19658v1
• Date: Thu, 27 Feb 2025 01:01:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-28 14:56:09.907035
• Title: First-Principles Framework for the Prediction of Intersystem Crossing Rates in Spin Defects: The Role of Electron Correlation
• Title（参考訳）: スピン欠陥における系間交差速度予測のための第一原理フレームワーク:電子相関の役割
• Authors: Yu Jin, Jinsoo Park, Marquis M. McMillan, Daniel Donghyon Ohm, Corrie Barnes, Benjamin Pingault, Christopher Egerstrom, Benchen Huang, Marco Govoni, F. Joseph Heremans, David D. Awschalom, Giulia Galli,
• Abstract要約: 本稿では,光スピン偏光サイクルにおいて重要なステップとなる,システム間交差過程を研究するための第1原理フレームワークを提案する。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心をケーススタディとして、我々の枠組みが電子相関効果を効果的に捉えることを実証した。 我々は、蛍光寿命の測定を行い、理論と実験の間に優れた一致を見出すことにより、予測を検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9408226857225095
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• Abstract: Optically active spin defects in solids are promising platforms for quantum technologies. Here, we present a first-principles framework to investigate intersystem crossing processes, which represent crucial steps in the optical spin-polarization cycle used to address spin defects. Considering the nitrogen-vacancy center in diamond as a case study, we demonstrate that our framework effectively captures electron correlation effects in the calculation of many-body electronic states and their spin-orbit coupling and electron-phonon interactions, while systematically addressing finite-size effects. We validate our predictions by carrying out measurements of fluorescence lifetimes, finding excellent agreement between theory and experiments. The framework presented here provides a versatile and robust tool for exploring the optical cycle of varied spin defects entirely from first principles.
• Abstract（参考訳）: 固体の光学活性スピン欠陥は量子技術にとって有望なプラットフォームである。 本稿では、スピン欠陥に対処するために用いられる光スピン偏光サイクルにおいて重要なステップを示す、システム間交差過程を研究するための第1原理フレームワークを提案する。 本研究は, ダイヤモンド中の窒素空孔中心を事例として, 多体電子状態の計算やスピン-軌道結合, 電子-フォノン相互作用における電子相関効果を効果的に把握し, 有限サイズ効果を体系的に処理することを示した。 我々は、蛍光寿命の測定を行い、理論と実験の間に優れた一致を見出すことにより、予測を検証した。 ここで提示されるフレームワークは、様々なスピン欠陥の光学的サイクルを、すべて第一原理から探索するための多目的で堅牢なツールを提供する。

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