論文の概要: Modelling and experimental verification of photoelectrical response of NV diamond spin centres
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.19583v1
- Date: Mon, 24 Nov 2025 18:53:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-26 17:37:04.110508
- Title: Modelling and experimental verification of photoelectrical response of NV diamond spin centres
- Title（参考訳）: NVダイヤモンドスピンセンタの光電応答のモデル化と実験的検証
- Authors: Josef Soucek, Michael Petrov, Michal Gulka, Emilie Bourgeois, Milos Nesladek,
- Abstract要約: ダイヤモンド中のNV色中心の光電応答の数学的モデルについて報告する。
チャージキャリアのドリフトと回収、およびジェネレーションと組換えダイナミクスによる他の欠陥の存在を含めます。
このモデルは実験的に確認され、NV量子ビット光電リードアウトの性能を最適化するための有用なツールとなる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.01816555059276168
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We report on a mathematical model of the photoelectric response of NV colour centres in diamond, that can be employed for sensing and quantum science information applications. Although the model applies to NV centre in diamond, it can be applied with small modifications to other semiconducting solid state qubits. In our model, we include the drift and collection of charge carriers as well as the presence of other defects via generation and recombination dynamics. Though the photoluminescence readout and the associated dynamics of the NV defect has been extensively studied experimentally and theoretically, so far, there has been no precise model for photocurrent readout, including these effects. In our description, we use a multilevel-level system including mS=0, mS=+-1 ground and excited states, singlet state and the NV0 neutral state. Also, the presence of substitutional nitrogen (NS), which for example determines the spin coherence via the paramagnetic spin bath, is discussed together with presence of acceptor defects. We model the time-dependent occupation of all electronic sublevels and also consider the electronic charge transport from the Boltzmann transport equation, leading to information about the charge state transitions and recombination dynamics. ODMR and PDMR response as well as their quantum efficiencies, are calculated. On this basis, we determine an optimal parameter space for qubit operations, including the highest spin contrast and especially relate those to NS presence. The model is confirmed experimentally and can become a useful tool for optimisation of the performance of NV qubit photoelectric readout.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のNV色中心の光電応答の数学的モデルについて報告する。
このモデルはダイヤモンド中のNV中心に適用されるが、他の半導体固体量子ビットに小さな修正を加えて適用することができる。
我々のモデルでは、チャージキャリアのドリフトと収集に加えて、生成と組換えのダイナミクスによる他の欠陥の存在も含んでいます。
フォトルミネッセンス・リードアウトとNV欠陥の関連力学は実験的、理論的に研究されているが、これらの効果を含む光電流・リードアウトの正確なモデルはない。
説明では,mS=0,mS=+-1グラウンドおよび励起状態,単項状態,NV0中立状態を含むマルチレベルシステムを用いる。
また、例えば常磁性スピン浴を介してスピンコヒーレンスを決定する置換窒素(NS)の存在は、アクセプター欠陥の存在とともに議論される。
我々は、すべての電子準位の時間依存的占有をモデル化し、ボルツマン輸送方程式からの電子電荷輸送を考察し、電荷状態遷移と再結合ダイナミクスに関する情報を得る。
ODMRおよびPDMR応答およびそれらの量子効率を算出した。
そこで本研究では,最大スピンコントラストを含む量子ビット演算の最適パラメータ空間を決定する。
このモデルは実験的に確認され、NV量子ビット光電リードアウトの性能を最適化するための有用なツールとなる。
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) - Nitrogen-Vacancy Emission from Nanodiamonds: Size, Depth, and Surroundings [1.7857381140624573]
ダイヤモンド中の負電荷の窒素空孔中心は、固体量子エミッタである。
ナノダイヤモンドに埋め込むと、大きさ、形状、表面効果の複雑さが生じる。
量子光学的NVモデルと厳密な電磁シミュレーションを結合するハイブリッドフレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-12T02:08:35Z) - Multi-Photon Quantum Rabi Models with Center-of-Mass Motion [45.73541813564926]
本稿では,多価ロンバダの原子を空洞内で記述するための厳密な第二量子化フレームワークを提案する。
このアプローチの重要な特徴は、ハミルトニアン平均化理論の原子場作用素への体系的応用である。
顕著な発見は、粒子-粒子相互作用の出現である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-07T09:50:48Z) - Guiding Diamond Spin Qubit Growth with Computational Methods [14.693424479293737]
電子中心スピンデコヒーレンスの理論計算をNV-スピン浴ワークフローの不可欠な部分として用いた。
次に、理論モデルを用いて最大確率推定器を構築し、試験試料のキャラクタリゼーションを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-17T15:53:42Z) - Characterization of the photon emission statistics in nitrogen-vacancy
centers [0.0]
ダイヤモンド中の単一窒素空孔(NV)中心から放出される光子の時間依存カウント統計をモデル化し,実験を行った。
NV中心の高速固有ダイナミクスに関与する7つの電子状態に対する量子ジャンプ形式の一般化は、その放出を特徴づける自己完結モデルを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-06T08:41:33Z) - Modeling temperature-dependent population dynamics in the excited state
of the nitrogen-vacancy center in diamond [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心の温度は0から600K以上である。
その顕著さにもかかわらず、NV中心の光物理は不完全に理解されている。
本稿では,低温状態から高温状態へのクロスオーバーを記述することができる速度モデルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-05T15:42:38Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - 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) - Low temperature photo-physics of single NV centers in diamond [43.55994393060723]
低温条件下でのダイヤモンド中の窒素-原子価(NV)色中心の磁場依存性光物理について検討した。
我々は、NVの基底状態スピンの光学的読み出し効率の顕著な低下を示すNVフォトルミネッセンス率の顕著な低下を観察した。
以上の結果から,NVs励起状態の構造に関する新たな知見と,その特性評価のための新しいツールが得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-17T18:00:02Z) - A multiconfigurational study of the negatively charged nitrogen-vacancy
center in diamond [55.58269472099399]
広帯域ギャップ半導体の深い欠陥は、量子センシングと情報応用を実現するための主要な量子ビット候補として現れている。
ここでは、単一粒子処理とは異なり、伝統的に原子/分子に予約されていた多重構成量子化学法は、これらの欠陥中心の電子状態の多体特性を正確に記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-24T01:49:54Z)
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。