論文の概要: Narrow Inhomogeneous Distribution and Charge State Stabilization of Lead-Vacancy Centers in Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00576v1
- Date: Thu, 01 May 2025 15:02:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:55.343609
- Title: Narrow Inhomogeneous Distribution and Charge State Stabilization of Lead-Vacancy Centers in Diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の鉛空孔中心の狭い不均一分布と電荷状態安定化
- Authors: Ryotaro Abe, Peng Wang, Takashi Taniguchi, Masashi Miyakawa, Shinobu Onoda, Mutsuko Hatano, Takayuki Iwasaki,
- Abstract要約: 鉛空孔(PbV)は、大きな基底状態分裂を持つダイヤモンドの中心であり、量子ネットワークノードの構成要素として期待されている。
Pb原子の重みのため、細い不均一分布と安定した電荷状態で高品質なPbV中心を作製することは困難である。
ほぼ同一の光子周波数を持つ複数の安定なPbV中心が得られ、量子情報処理への応用に欠かせない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.433662485462022
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Lead-vacancy (PbV) centers in diamond with a large ground state splitting are expected to be a building block of quantum network nodes. Due to the heaviness of the Pb atom, it is challenging to fabricate high-quality PbV centers with a narrow inhomogeneous distribution and stable charge state. In this study, for the formation of the PbV centers, high temperature anneal up to 2300{\deg}C is performed after Pb ion implantation. At a lower temperature of 1800{\deg}C, the PbV centers show a large inhomogeneous distribution and spectral diffusion, while higher temperatures of 2200-2300{\deg}C leads to narrow inhomogeneous distributions with standard deviations of ~5 GHz. The charge state transition of the PbV centers formed at 2200{\deg}C occurs by capturing photo-carriers generated from surrounding defects under 532 nm laser irradiation. Finally, multiple stable PbV centers with nearly identical photon frequencies are obtained, which is essential for applications in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 鉛空孔(PbV)は、大きな基底状態分裂を持つダイヤモンドの中心であり、量子ネットワークノードの構成要素として期待されている。
Pb原子の重みのため、細い不均一分布と安定した電荷状態で高品質なPbV中心を作製することは困難である。
本研究では,PbV中心形成のために,Pbイオン注入後に2300{\deg}Cまでの高温アニールを行う。
1800{\deg}Cの低い温度では、PbV中心は大きな不均一分布とスペクトル拡散を示し、2200-2300{\deg}Cの高温は、標準偏差~5GHzの狭い不均一分布をもたらす。
2200{\deg}Cで形成されたPbV中心の電荷状態遷移は、532nmのレーザー照射の下で周囲の欠陥から生じる光キャリアーを捕捉することによって起こる。
最後に、ほぼ同一の光子周波数を持つ複数の安定なPbV中心が得られ、量子情報処理への応用に欠かせない。
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