論文の概要: Double electron resonance with two ensembles of nitrogen-vacancy centers in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.17217v1
• Date: Mon, 20 Oct 2025 07:00:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:39.341838
• Title: Double electron resonance with two ensembles of nitrogen-vacancy centers in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心の2つのアンサンブルによる二重電子共鳴
• Authors: A. Chernyavskiy, I. S. Cojocaru, S. M. Drofa, P. G. Vilyuzhanina, A. M. Kozodaev, V. G. Vins, A. N. Smolyaninov, S. Ya. Kilin, S. V. Bolshedvorskii, V. V. Soshenko, A. V. Akimov,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、多くのセンサーの開発に広く利用されている。 動的二重電子-電子共鳴配列を用いたNV-NV相互作用の系統的研究を行った。
• 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: Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond are widely used in the development of a number of sensors. The sensitivity of these devices is limited by both the number of centers used and their coherent properties. While the effects on the coherent properties of paramagnetic impurities such as carbon 13-isotopes and p1 centers are rather well understood, the mutual interaction of NV centers, which becomes especially important in relatively dense NV ensembles, is less well understood. Here, we provide a systematic study of NV-NV interaction using a dynamical double electron-electron resonance sequence, making it possible to directly observe the interaction of NV centers. Two types of dynamical DEER sequences were considered, consisting of 3 and 4 pulses. The nature of the phase jump in the 3-pulse sequence was attributed to the effect of non-commuting rotations within the sequence. Both the phase of the state vector rotation and its amplitude decay were studied, thus presenting a complete picture of decoherence due to NV-NV interaction. It was shown that the rate of the state vector decay differed significantly from predictions for a spin 1/2 system. However, the decay rate observed in the DEER sequence remained a reliable indicator of the concentration of bath spins and could be used to measure NV center concentration, provided that the magnetic transition of NV centers is saturated.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、多くのセンサーの開発に広く利用されている。 これらの装置の感度は、使用する中心の数とコヒーレントな性質の両方によって制限される。 炭素13-同位体やp1中心などの常磁性不純物のコヒーレント性に対する効果は比較的よく理解されているが、比較的密度の高いNVアンサンブルにおいて特に重要となるNV中心の相互相互作用はよく理解されていない。 本稿では,NV中心の相互作用を直接観察できるように,動的二重電子-電子共鳴配列を用いたNV-NV相互作用の系統的研究を行う。 3パルスと4パルスからなる2種類の動的DER配列が検討された。 3パルス列における位相ジャンプの性質は、配列内の非可換回転の影響による。 状態ベクトル回転の位相と振幅減衰の両方の研究を行い、NV-NV相互作用によるデコヒーレンスの全像を示した。 状態ベクトル崩壊の速度はスピン1/2系の予測と大きく異なっていた。 しかし、DER配列で観測された崩壊速度は、NV中心の磁気遷移が飽和しているとして、浴室スピンの濃度の信頼性の高い指標であり、NV中心の濃度を測定するために使用できる。

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