論文の概要: Single-Spin Nitrogen-Vacancy Magnetometer with Enhanced Static Field Sensitivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03462v1
- Date: Fri, 03 Oct 2025 19:34:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.05456
- Title: Single-Spin Nitrogen-Vacancy Magnetometer with Enhanced Static Field Sensitivity
- Title（参考訳）: 静磁場感度を増強した単スピン窒素空力磁力計
- Authors: Vinaya K. Kavatamane, Dewen Duan, Hadi Zadeh-Haghighi, Manh-Huong Phan, Gopalakrishnan Balasubramanian,
- Abstract要約: 本研究では, ソフト強磁性マイクロワイヤを単一表面近傍のNV中心に統合し, 外部静磁場に対する応答を増幅するハイブリッドセンシング手法を提案する。
このハイブリッド構成は、1つのNV中心に対して63nT/sqrt(Hz)の直流磁場感度を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Precision sensing and imaging of weak static magnetic fields are crucial for a variety of emerging nanoscale applications. While nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond provide exceptional AC magnetic field sensitivity with nanoscale spatial resolution, their sensitivity to static (DC) magnetic fields is fundamentally limited by the short dephasing time (T2*) due to spin-spin interactions. In this work, we present a novel hybrid sensing approach that integrates a soft ferromagnetic microwire with a single near-surface NV center to amplify its response to external static magnetic fields. This hybrid configuration achieves a DC magnetic field sensitivity of 63 nT/sqrt(Hz) for a single NV center - about 500 times greater than conventional inhomogeneous broadening- or T2*-limited magnetometry, with potential for further enhancement. The compact and highly sensitive nature of this sensor opens new opportunities for quantum sensing applications involving the detection of static or slowly varying magnetic fields across diverse scientific and technological domains.
- Abstract（参考訳）: 弱い静磁場の精密検出とイメージングは、様々な新しいナノスケール応用に不可欠である。
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、ナノスケールの空間分解能と例外的な交流磁場感度を提供するが、静的(DC)磁場に対する感度はスピンスピン相互作用による短い劣化時間(T2*)によって根本的に制限される。
本研究では, ソフト強磁性マイクロワイヤと1つの近接場NV中心を一体化して, 外部静磁場に対する応答を増幅するハイブリッドセンシング手法を提案する。
このハイブリッド構成は、1つのNV中心に対して63nT/sqrt(Hz)の直流磁場感度を実現する。
このセンサーのコンパクトで高感度な性質は、様々な科学的および技術的領域にわたる静的またはゆっくりと変化する磁場の検出を含む量子センシングアプリケーションに対する新たな機会を開く。
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