論文の概要: Magneto-optical properties of the neutral silicon-vacancy center in diamond under extreme isotropic strain fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.10690v1
- Date: Wed, 11 Feb 2026 09:47:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-12 21:44:01.658777
- Title: Magneto-optical properties of the neutral silicon-vacancy center in diamond under extreme isotropic strain fields
- Title（参考訳）: 極端等方性ひずみ場下におけるダイヤモンド中中性シリコン空孔中心の磁気光学特性
- Authors: Meysam Mohseni, Gergő Thiering, Adam Gali,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の中性シリコン空孔中心は対称性と光放射を結合し、成層電界に耐性を持つ堅牢な量子エミッタとなる。
強い圧縮と引張状態にまたがる等方ひずみに対する応答を定量化する。
これらの傾向は、光学的およびスピン可観測体を等方性ひずみに結合するコンパクトなキャリブレーション関係をもたらし、SiV$0$を対称性に保護された歪可変量子エミッタとして確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The neutral silicon--vacancy (SiV$^{0}$) center in diamond combines inversion symmetry with optical emission, making it a robust quantum emitter resilient to stray electric fields. Using first-principles density-functional theory, we quantify its response to isotropic strain spanning strong compression and tensile regimes (effective hydrostatic pressures of approximately $-80$ to $180$~GPa). The coexistence of doubly degenerate $e_g$ and $e_u$ levels produces a structural instability captured by a quadratic product Jahn--Teller model. Under isotropic compression, the zero-phonon line blue-shifts nearly linearly while the $E_g$ phonon stiffens, suppressing vibronic instabilities and reducing Jahn--Teller quenching. Consequently, the Ham-reduced excited-state spin--orbit splitting increases substantially and the dark--bright vibronic gap widens. In contrast, isotropic tensile strain enhances vibronic effects and induces symmetry breaking beyond a critical strain, with tunneling-mediated dynamical averaging at the onset. Throughout the symmetry-preserving regime, parity remains well defined, so isotropic strain alone does not activate the dark transition. Charge-transition levels indicate photostability of the emission deep into the compressive regime, and near the highest photostable deformation ($\sim 100$~GPa), the radiative lifetime increases due to a reduced transition dipole moment despite the increasing optical energy. These trends yield compact calibration relations linking optical and spin observables to isotropic strain and establish SiV$^{0}$ as a symmetry-protected, strain-tunable quantum emitter operating into the multi-megabar-equivalent regime.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の中性シリコン空孔(SiV$^{0}$)中心は、反転対称性と光放射を結合し、成層電界に耐性を持つ堅牢な量子エミッタとなる。
第一原理密度汎関数理論を用いて、強い圧縮と引張状態にまたがる等方ひずみに対する応答を定量化する(有効な静水圧は約$-80$から$180$~GPa)。
二重退化$e_g$ と $e_u$ の共存は二次積 Jahn-Teller モデルによって得られた構造不安定性を生み出す。
等方的圧縮下では、ゼロフォノン線はほぼ直線的に変化し、$E_g$フォノンは硬くなり、振動不安定が抑制され、ヤーン・テラークレンチングが減少する。
その結果、ハム還元励起状態のスピン軌道分裂は著しく増加し、暗い光沢を持つビブロニックギャップが広がる。
対照的に、等方性引張ひずみはビブロニック効果を高め、臨界ひずみを超える対称性の破れを引き起こす。
対称性保存状態を通して、パリティはよく定義されているため、等方性ひずみだけではダークトランジションを活性化しない。
電荷遷移準位は、光エネルギーの増加にもかかわらず遷移双極子モーメントの減少により放射寿命が増加し、圧縮状態の奥深くに放出される光の可視性を示す。
これらの傾向は、光学的およびスピン可観測体を等方性ひずみに結合するコンパクトなキャリブレーション関係をもたらし、SiV$^{0}$を対称性で保護され、マルチメガバル等価な状態に作用する歪可変量子エミッタとして確立する。
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