論文の概要: Characterization of Strain Parameters in a Diamond Nanophotonic Structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.16335v2
• Date: Fri, 29 Aug 2025 18:17:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-03 14:24:52.670649
• Title: Characterization of Strain Parameters in a Diamond Nanophotonic Structure
• Title（参考訳）: ダイヤモンドナノフォトニック構造におけるひずみパラメータのキャラクタリゼーション
• Authors: Ayan Majumder, Vivek K Shukla, Anuj Bathla, Brajesh S. Yadav, Nanhey Singh, Padmnabh Rai, Kasturi Saha,
• Abstract要約: 負電荷の窒素空孔(NV$-$)中心やダイヤモンドの他の色中心は、量子通信のための有望なプラットフォームとして出現している。 イオン注入およびナノファブリケーション誘起ひずみがNV$-$中心の電子スピンレベルに及ぼす影響について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Negatively charged nitrogen-vacancy (NV$^-$) centers and other color centers in diamonds have emerged as promising platforms for quantum communication, quantum information processing, and nanoscale sensing, owing to their long spin coherence times, fast spin control, and efficient photon coupling. Deterministic placement of individual color centers into nanophotonic structures is critical for scalable device integration, and ion implantation is the most viable technique. Nanofabrication processes, including diamond etching, are essential to realize these structures but can introduce crystal strain through lattice damage. In this work, we investigate the impact of ion implantation and nanofabrication-induced strain on the electronic spin levels of NV$^-$ centers. We demonstrate that the zero-field continuous-wave optically detected magnetic resonance (CW-ODMR) spectrum serves as a sensitive probe of local crystal strain, providing both quantitative and directional information. Furthermore, we present a model that explains the strain-induced features observed in the ODMR spectra of the single NV$^-$ center, offering a framework to characterize the strain effects in diamond-based nanophotonic devices.
• Abstract（参考訳）: 負電荷の窒素空孔(NV$^-$)中心やダイヤモンドのその他の色中心は、長いスピンコヒーレンス時間、高速スピン制御、効率的な光子結合により、量子通信、量子情報処理、ナノスケールセンシングのための有望なプラットフォームとして出現している。 個々の色中心をナノフォトニック構造に決定的に配置することは、スケーラブルなデバイス統合にとって重要であり、イオン注入が最も有効な技術である。 ダイヤモンドエッチングを含むナノファブリケーションプロセスは、これらの構造を実現するのに不可欠であるが、格子損傷によって結晶歪を導入することができる。 本研究では,NV$^-$中心の電子スピンレベルに及ぼすイオン注入およびナノファブリケーション誘起ひずみの影響について検討した。 我々は、ゼロフィールド連続波光検出磁気共鳴(CW-ODMR)スペクトルが局所結晶ひずみの感度プローブとして機能し、定量情報と指向性情報の両方を提供することを示した。 さらに, 単一NV$^-$中心のODMRスペクトルで観測されるひずみ誘起特性を説明するモデルを提案し, ダイヤモンド系ナノフォトニックデバイスにおけるひずみ効果を特徴づける枠組みを提供する。

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