論文の概要: Identifying high-energy electronic states of NV$^-$ centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04309v1
- Date: Thu, 06 Mar 2025 10:53:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-07 15:57:28.855641
- Title: Identifying high-energy electronic states of NV$^-$ centers in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中のNV$^-$中心の高エネルギー電子状態の同定
- Authors: Minh Tuan Luu, Christopher Linderälv, Zsolt Benedek, Ádám Ganyecz, Gergely Barcza, Viktor Ivády, Ronald Ulbricht,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の負の窒素空孔中心は、フォトルミネッセンス点欠陥スピン量子ビットのプロトタイプである。
光サイクルに関わる5つの高エネルギー状態を特定し,特徴付ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The negatively charged nitrogen-vacancy center in diamond is a prototype photoluminescent point defect spin qubit with promising quantum technology applications, enabled by its efficient optical spin polarization and readout. Its low-lying electronic states and optical spin polarization cycle have been well characterized over decades, establishing it as a benchmark system for state-of-the-art computational methods in point defect research. While the optical cycle is well understood, a comprehensive energetic analysis of higher-lying states has received less attention until recently. In this joint experimental theoretical study, we identify and characterize five high-energy states beyond those involved in the optical cycle. Using transient absorption spectroscopy, we determine their transition energies and relative oscillator strengths. Additionally, we perform two independent numerical studies employing two state-of-the-art post-DFT methods to support the experimental findings and assign energy levels. These results enhance our understanding of the NV center's energy spectrum and providing a broader reference for benchmarking high-level first-principles methods.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の負電荷の窒素空孔中心は、光発光点欠陥スピン量子ビットのプロトタイプであり、その効率的な光スピン偏光と読み出しによって実現される有望な量子技術応用である。
電子状態の低い状態と光スピン偏光サイクルは数十年にわたってよく知られており、点欠陥研究における最先端の計算手法のベンチマークシステムとして確立されている。
光サイクルはよく理解されているが、高次状態の包括的エネルギー解析は近年まで注目されていない。
本研究は,光サイクルに係わる5つの高エネルギー状態の同定と特徴付けを行う。
過渡吸収分光法を用いて、遷移エネルギーと相対振動子強度を決定する。
さらに,実験結果を支持し,エネルギー準位を割り当てるために,最先端の2つのポストDFT法を用いた2つの独立数値解析を行った。
これらの結果は、NV中心のエネルギースペクトルの理解を高め、高レベルの第一原理法をベンチマークするためのより広範な基準を提供する。
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