論文の概要: Limits of absolute vector magnetometry with NV centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.20750v1
- Date: Tue, 29 Apr 2025 13:32:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.907133
- Title: Limits of absolute vector magnetometry with NV centers in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中のNV中心を持つ絶対ベクトル磁気量計の限界
- Authors: Dennis Lönard, Isabel Cardoso Barbosa, Stefan Johansson, Jonas Gutsche, Artur Widera,
- Abstract要約: 測定されたスピン共鳴周波数から磁場を決定する実験精度について検討した。
我々は、既知の磁場ベクトルから共振周波数を計算するための正確な、解析的、高速計算式を導出する。
また、Voigtプロファイルを適合モデルとして使用して、測定された共鳴の直線幅を正確に決定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond has become a widely used platform for quantum sensing. The four NV axes in mono-crystalline diamond specifically allow for vector magnetometry, with magnetic-field sensitivities reaching down to $\mathrm{fT}/ \sqrt{\mathrm{Hz}}$. The current literature primarily focuses on improving the precision of NV-based magnetometers. Here, we study the experimental accuracy of determining the magnetic field from measured spin-resonance frequencies via solving the NV Hamiltonian. We derive exact, analytical, and fast-to-compute formulas for calculating resonance frequencies from a known magnetic-field vector, and vice versa, formulas for calculating the magnetic-field vector from measured resonance frequencies. Additionally, the accuracy of often-used approximations is assessed. Finally, we promote using the Voigt profile as a fit model to determine the linewidth of measured resonances accurately. An open-source Python package accompanies our analysis.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、量子センシングのプラットフォームとして広く使われている。
単結晶ダイヤモンド中の4つのNV軸はベクトル磁気学に特化しており、磁場感度は$\mathrm{fT}/ \sqrt{\mathrm{Hz}}$まで下がる。
現在の文献は主にNVベースの磁力計の精度の向上に焦点を当てている。
ここでは、NVハミルトニアンを解くことにより、測定されたスピン共鳴周波数から磁場を決定する実験精度について検討する。
我々は、既知の磁場ベクトルから共振周波数を計算するための正確な、解析的、高速な公式を導出し、その逆もまた、測定された共振周波数から電界ベクトルを計算する公式を導出する。
さらに、頻繁に使用される近似の精度を評価する。
最後に、Voigtプロファイルを適合モデルとして使用して、測定された共鳴の直線幅を正確に決定する。
オープンソースPythonパッケージは、私たちの分析に同伴します。
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