論文の概要: Charge-state stability of single NV centers in HPHT-type IIa diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.12591v1
• Date: Sun, 16 Nov 2025 13:25:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-18 14:36:24.395027
• Title: Charge-state stability of single NV centers in HPHT-type IIa diamond
• Title（参考訳）: HPHT型IIaダイヤモンドにおける単一NV中心の電荷-状態安定性
• Authors: Darya Meniailava, Michael Petrov, Josef Soucek, Milos Nesladek,
• Abstract要約: 弱ドープHPHT IIaダイヤモンドにおける個々の窒素空孔中心の電荷-状態安定性について検討した。 印加電界と光励起がNV電荷変換を協調的に制御する方法について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.019488837457688733
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This is a preliminary version. Improvements and additional analysis will be included in a revised manuscript. We investigate the charge-state stability of individual nitrogen-vacancy (NV) centers in weakly doped HPHT IIa diamond containing sub-ppm concentrations of boron and nitrogen. Using Ti/Al coplanar electrodes on an oxygen-terminated surface, we study how applied electric fields and optical excitation jointly govern NV charge conversion. By combining voltage-dependent photoluminescence, real-time charge-state monitoring, laser-power saturation with spectral decomposition, and time-resolved measurements, we reveal that electric fields several micrometers from the contacts significantly increase the NV- population and enhance spin readout. At low excitation powers, the NV- population evolves on minute timescales following compressed-exponential kinetics, consistent with slow space-charge rearrangement in ultra-insulating diamond. Under pulsed excitation, we observe hundreds-of-nanoseconds NV-/NV0 conversion driven by hole capture, which is strongly suppressed by applied bias. Our results demonstrate that residual boron acceptors play a key role in determining charge-state stability and show how electrical bias can reliably stabilize NV- in weakly doped bulk diamond.
• Abstract（参考訳）: これは予備版である。 改良と追加の分析は、改訂された原稿に含まれる。 ホウ素および窒素のサブppm濃度を含む弱いドープHPHT IIaダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の電荷-状態安定性について検討した。 酸素表面上のTi/Alコプラナー電極を用いて, 印加電界と光励起がNV電荷変換を協調的に制御する方法について検討した。 電圧依存性のフォトルミネッセンス, リアルタイム帯電状態モニタリング, レーザーパワー飽和とスペクトル分解, 時間分解測定を組み合わせることで, 接触部から数マイクロメートルの電場がNV-人口を著しく増加させ, スピンリードアウトを増強することを明らかにする。 低い励起力では、NV-の個体数は、超絶縁ダイヤモンドの遅い空間電荷の再配置と整合した圧縮指数運動量によって、微小な時間スケールで進化する。 パルス励起下では、数百ナノ秒のNV-/NV0変換がホールキャプチャによって駆動され、印加バイアスによって強く抑制される。 その結果, 残留ホウ素受容体は電荷状態安定性を決定する上で重要な役割を担い, 弱ドープバルクダイヤモンド中で電気バイアスがNV-を確実に安定化させることを示す。

関連論文リスト

• Zero-field identification and control of hydrogen-related electron-nuclear spin registers in diamond [73.17247851945764]
  我々は, 近傍のNV中心における測定により, スピン欠陥の超微粒子成分と核スピン種を同定する手法を提案する。 結果は、$textitab initio$計算を使って欠陥構造を解決するためのガイドを提供する。 我々の特徴と制御ツールは、ハイブリッド電子核レジスタの欠陥ランドスケープを拡大するための枠組みを確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-22T13:50:54Z)
• First Sub-MeV Dark Matter Search with the QROCODILE Experiment Using Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors [51.550188330599525]
  低エネルギー(QROCODILE)におけるダークマターインシデントのための量子分解能線極低温観測による最初の結果を示す。 QROCODILE実験では、暗黒物質散乱と吸収の標的とセンサーとして、マイクロワイヤベースの超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)を使用している。 サブMeVダークマター粒子と30keV以下の質量との相互作用に関する新たな世界的制約を報告した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-20T19:00:00Z)
• Lifetime-Limited and Tunable Emission from Charge-Stabilized Nickel Vacancy Centers in Diamond [0.0]
  ダイヤモンド中のNiV欠陥の幾何学的および電子的構造を実験的に検証した。 光学特性を特徴付け,Debye-Waller因子の0.62を求める。 この研究は、NiV$-$のコヒーレント制御への経路を提供し、スピン量子ビットとして使われる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-11T18:16:15Z)
• Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。 我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。 我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z)
• Dopant-assisted stabilization of negatively charged single nitrogen-vacancy centers in phosphorus-doped diamond at low temperatures [0.0]
  電荷状態不安定性は固体スピン系の実装のボトルネックとなっている。 ここでは, 負電荷の窒素空孔中心の液体ヘリウム温度における安定化について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-24T13:53:10Z)
• Impact of Charge Conversion on NV-Center Relaxometry [0.0]
  我々は520,$nmの励起レーザとマイクロ波励起を組み合わせたナノダイヤモンド中のNVアンサンブルの緩和測定を行った。 飽和度以下のレーザー強度でも電荷変換は観察され、高い強度では電荷変換はスピン緩和よりも優れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-03T12:18:19Z)
• Charge stability and charge-state-based spin readout of shallow nitrogen-vacancy centers in diamond [32.937319301495144]
  スピンチャージ変換により、測定時間を延長し、精度を高め、読み出し時のノイズを最小限に抑えることができる。 ナノスケールのセンシングアプリケーションは、表面から数ドル程度の距離で浅いNV中心を必要とする。 ナノスケールセンシングに適した4つの浅いNV中心でSCCプロトコルを実証し,スピン投射雑音限界の5～6倍の読み出し雑音を求める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-30T11:13:28Z)
• Single quantum emitters with spin ground states based on Cl bound excitons in ZnSe [55.41644538483948]
  InSeにおけるCl不純物に基づく電子スピン量子ビットを持つ新しいタイプの単一光子エミッタを示す。 その結果, 単一Cl不純物はフォトニック界面を有する単一光子源として好適であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-11T04:29:21Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。