論文の概要: Detection and manipulation of surface electric field noise of hexagonal boron nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.07734v1
- Date: Mon, 09 Jun 2025 13:18:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-10 16:33:10.962135
- Title: Detection and manipulation of surface electric field noise of hexagonal boron nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素の表面電界ノイズの検出と操作
- Authors: Hao-Jie Zhou, Xiao-Wen Shen, Yu Zhou, Lei Dong, Pei-Qin Chen, Xia Chen, Guang-Wei Deng, Gang Xiang, Pei-Jie Guo, Tian-Ke Wang, Hong-Peng Wu, Jun-Feng Wang,
- Abstract要約: 浅いホウ素空孔欠陥を用いたhBNの表面電気的エルドノイズを系統的に検討した。
これらの実験により、hBNにおける表面電気フィエルドノイズの理解が促進され、ノイズ緩和戦略の基盤となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.866643554449883
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hexagonal boron nitride (hBN) spin defects off er transformative potential for quantum sensing through atomic-scale proximity to target samples, yet their performance is fundamentally limited by rapid coherence loss. While magnetic noise mechanisms have been extensively studied, another critical infl uence from surface electric fi eld noise remains unexplored in hBN systems. Here,we address this challenge and systematically investigate surface electric fi eld noise in hBN using shallow boron vacancy defects. The double-quantum spin relaxation behavior in response to magnetic fi elds and defect depths is examined, revealing that the relaxation rate follows a distinctive depth-related power-law dependence of ODMR splitting frequency. The relaxation is also demonstrated to be independent of the defect concentrations. Furthermore, the temperature dependence of the relaxation rate is investigated, showing a noticeable rise as the temperature increases from 296 K to 453 K, thus highlighting the infl uence of thermal eff ects on spin relaxation. To further suppress surface electric fi eld noise, we explore the eff ectiveness of passivation materials, including glycerol and PMMA. Notably, PMMA is more effi cient in mitigating surface electric fi eld noise. These experiments enhance the understanding of surface electric fi eld noise in hBN and provide a foundation for developing noise mitigation strategies in future research.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hBN)スピン欠陥は、ターゲット試料への原子スケール近接による量子センシングのエル変換電位から生じるが、その性能は急激なコヒーレンス損失によって根本的に制限される。
磁気ノイズ機構は広く研究されているが、表面電気的フィエルドノイズによる別の重要なインクの存在は、hBN系では発見されていない。
本稿では, この課題に対処し, 浅いホウ素空孔欠陥を用いたhBNの表面電気的エルドノイズを系統的に検討する。
磁気フィエルドおよび欠陥深さに対する二重量子スピン緩和挙動について検討し、この緩和速度がODMR分割周波数の比例的な深さ依存性に従うことを示した。
緩和は欠陥濃度に依存しないことも示される。
さらに, 緩和速度の温度依存性について検討し, 温度が296Kから453Kに増加するにつれて顕著な上昇を示した。
さらに, 表面電気的フィエルドノイズを抑制するため, グリセロール, PMMAを含むパッシベーション材料のエフェクト性について検討した。
特にPMMAは、表面電気的フィエルドノイズの緩和においてより効率的である。
これらの実験により、hBNにおける表面電気的フィエルドノイズの理解が促進され、将来の研究におけるノイズ緩和戦略の基盤となる。
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