論文の概要: Unconditional full vector magnetometry using spin selectivity in Nitrogen Vacancy centers in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.12090v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 15:42:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.90267
• Title: Unconditional full vector magnetometry using spin selectivity in Nitrogen Vacancy centers in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心におけるスピン選択性を利用した無条件全ベクトル磁気計測
• Authors: Asier Mongelos-Martinez, Jason Tarunesh Francis, Julia Bertero-DiTella, Geza Giedke, Gabriel Molina-Terriza, Ruben Pellicer-Guridi,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心に基づく量子センサーは10年以上にわたり、センシングコミュニティの中心的な話題となっている。 磁場の外部情報を必要としない無条件ベクトル磁気計測法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2111102681327218
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum sensors based on nitrogen vacancy (NV) centers in diamond have been a central topic in the sensing community for more than a decade. The extraordinary properties at room temperature of the spin system in diamond have made it one of the most prominent quantum platforms for the development of commercial quantum sensors. In particular, the sensitivity of the electronic spin in NV centers has made diamond-based magnetic sensors of special interest for their potential application in medical, industrial or navigation solutions. However, the use of these sensors for universal vector magnetometry was constrained by the need for previous knowledge on the field being measured to fully exploit their benefits. In this work, we show a method to perform unconditional vector magnetometry without the need of external information on the magnetic field, based only on the spatial arrangement of the diamond and the microwave antenna combination. While previous NV-based vector magnetometry methods require partial knowledge of the magnetic field (e.g. a calibrated bias field), we exploit the possibilities of selecting particular directions of the spins in the diamond with elliptically polarized microwave fields. We prove that our method allows to estimate both magnitude and direction of external magnetic fields without further assumptions or constraints.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心に基づく量子センサーは10年以上にわたり、センシングコミュニティの中心的な話題となっている。 ダイヤモンド中のスピン系の室温における異常な性質は、商業量子センサーの開発において最も顕著な量子プラットフォームとなった。 特に、NVセンターにおける電子スピンの感度は、ダイヤモンドベースの磁気センサを医療、工業、ナビゲーションソリューションに応用するために特に関心を寄せている。 しかし、これらのセンサを普遍ベクトル磁気学に利用することは、その利点を十分に活用するために測定されたフィールドに関する以前の知識の必要性によって制約された。 本研究では、ダイヤモンドの空間配置とマイクロ波アンテナの組み合わせのみに基づいて、磁場の外部情報を必要としない無条件ベクトル磁気計測を行う方法を示す。 従来のNVベースのベクトル磁気メトリー法は磁場の部分的知識を必要とするが(例えば、校正バイアス場)、楕円偏光マイクロ波場を持つダイヤモンド中のスピンの特定の方向を選択する可能性を利用する。 本手法は,外部磁場の大きさと方向を,さらなる仮定や制約を伴わずに推定できることを示す。

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