論文の概要: Elucidating the Inter-system Crossing of the Nitrogen-Vacancy Center up to Megabar Pressures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.20750v1
- Date: Tue, 25 Nov 2025 19:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-27 18:37:58.808242
- Title: Elucidating the Inter-system Crossing of the Nitrogen-Vacancy Center up to Megabar Pressures
- Title（参考訳）: メガバル圧力による窒素・原子空力中心の系間交差の解明
- Authors: Benchen Huang, Srinivas V. Mandyam, Weijie Wu, Bryce Kobrin, Prabudhya Bhattacharyya, Yu Jin, Bijuan Chen, Max Block, Esther Wang, Zhipan Wang, Satcher Hsieh, Chong Zu, Christopher R. Laumann, Norman Y. Yao, Giulia Galli,
- Abstract要約: 窒素-原子価の色は、ダイヤモンドアンビル細胞に中心を置き、メガバール圧力で量子センシングを行うための扉を開いた。
一般応力条件下でのNVの光学特性の完全な記述を開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6374722774978119
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The integration of Nitrogen-Vacancy color centers into diamond anvil cells has opened the door to quantum sensing at megabar pressures. Despite a multitude of experimental demonstrations and applications ranging from quantum materials to geophysics, a detailed microscopic understanding of how stress affects the NV center remains lacking. In this work, using a combination of first principles calculations as well as high-pressure NV experiments, we develop a complete description of the NV's optical properties under general stress conditions. In particular, our ab initio calculations reveal the complex behavior of the NV's inter-system crossing rates under stresses that both preserve and break the defect's symmetry. Crucially, our proposed framework immediately resolves a number of open questions in the field, including: (i) the microscopic origin of the observed contrast-enhancement in (111)-oriented anvils, and (ii) the surprising observation of NV contrast-inversion in certain high-pressure regimes. Our work lays the foundation for optimizing the performance of NV high-pressure sensors by controlling the local stress environment, and more generally, suggests that symmetry-breaking stresses can be utilized as a novel tuning knob for generic solid-state spin defects.
- Abstract（参考訳）: 窒素-原子価の色中心をダイヤモンドアンビル細胞に統合することで、メガバール圧力での量子センシングの扉が開かれた。
量子材料から地球物理学まで、数多くの実験的デモンストレーションや応用にもかかわらず、NV中心にどのようなストレスが影響するかの詳細な微視的な理解はいまだに欠けている。
本研究では, 第一原理計算と高圧NV実験を組み合わせることで, 一般的な応力条件下でのNVの光学特性の完全な記述を開発する。
特に、我々のab initio計算は、欠陥の対称性を保ち破壊するストレスの下で、NVの系間交差速度の複雑な挙動を明らかにする。
重要なこととして、提案されたフレームワークは、直ちにこの分野の多くのオープンな疑問を解決します。
一 (111)方向アンビルにおける観察されたコントラスト増大の微視的起源及び
(II) ある高圧状態におけるNVコントラスト反転の驚くべき観測。
本研究は, 局所応力環境を制御してNV高圧力センサの性能を最適化するための基礎となるものであり, より一般的には, 一般固体スピン欠陥に対する新しいチューニングノブとして対称性破壊応力を利用することができることを示唆している。
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