論文の概要: Vector Magnetometry with Broadband Microwave Fields in Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.02749v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 18:13:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-04 10:57:21.698295
- Title: Vector Magnetometry with Broadband Microwave Fields in Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空洞における広帯域マイクロ波場を用いたベクトル磁気計測
- Authors: Tom R. Rieckmann, Arezoo Afshar, Aaron Z. Goldberg, Lilian Childress, Stefan Scheel, Khabat Heshami,
- Abstract要約: 窒素空孔(NV)中心を用いた全ベクトル磁気学の新しい手法を提案する。
従来の光検出磁気共鳴法とは対照的に、2つの異なるブロードバンドマイクロ波パルスを用いる。
本手法は, 磁場ベクトル成分の異なる5thrmpT/sqrtmathrmHz$と100thrmpT/sqrtmathrmHz$の感度を推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a novel method for full vector magnetometry using nitrogen-vacancy (NV) centers. In contrast to conventional optically detected magnetic resonance techniques, our method employs two distinct broadband microwave pulses and measures them after transmission through the NV sensor medium, thus capturing the line splitting of the ground state triplet due to the Zeeman effect. Two orthogonally polarized microwave pulses allow resolving all magnetic field components independently by reading out differently oriented NV centers. Simulated data is analyzed using deep neural networks, whose efficacy we expect to translate very well to experiments. Our method yields sensitivities between $5~\mathrm{pT}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$ and $100~\mathrm{pT}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$ across different magnetic field vector components, while achieving approximately $\mathrm{nT}$ accuracy at a signal-to-noise (SNR) ratio of $70~\mathrm{dB}$. By being capable of accurately measuring magnetic fields down to $25~\mathrm{μT}$, the need for a bias field beyond Earth's magnetic field is eliminated.
- Abstract（参考訳）: 窒素空孔(NV)中心を用いた全ベクトル磁気学の新しい手法を提案する。
従来の光検出磁気共鳴法とは対照的に、2つの異なるブロードバンドマイクロ波パルスを用いてNVセンサ媒質を透過した後に測定し、ゼーマン効果による基底状態三重項の線分を捕捉する。
2つの直交偏光マイクロ波パルスは、異なる向きのNV中心を読み取ることで、すべての磁場成分を独立に分解することができる。
シミュレーションされたデータはディープニューラルネットワークを用いて分析される。
本手法は, 磁場ベクトル成分間での5〜5〜100〜100〜100の感度と, 信号-雑音(SNR)比70〜70の精度で約$\mathrm{nT}$の精度を達成できる。
磁場を25〜\mathrm{μT}$まで正確に測定できるので、地球の磁場を超えたバイアス磁場の必要性は排除される。
関連論文リスト
- Using NV centers in diamond to detect DC to very-low frequency magnetic fields [0.0]
ダイヤモンド中の負電荷窒素空孔中心を利用する小型でポータブルな卓上磁力計を提案する。
実験的に測定された磁界ノイズフロアは$approx 2.3textrmnTsqrttextrmHz$、計算されたショットノイズ制限磁界感度は$approx 585textrmpTsqrttextrmHz$である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-30T14:57:37Z) - Optimal and efficient inference tools for field tracking with precessing spins [35.18016233072556]
スピン前磁力計(スピン前磁力計、英: Spin-precession magnetometer、SPM)は、電子、核、色中心、ミューオンスピンを観測する。
揺らぎや未知の過渡的な信号を正確に追跡することは十分であることを示す。
本手法は非線形散逸ダイナミクスを応用した他のセンサにも容易に適用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-13T19:44:33Z) - Magnetometry with Broadband Microwave Fields in Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は光学的に対応可能で、多用途の光物質界面である。
広帯域マイクロ波場を用いた全磁気感度状態の同時探索手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-29T18:18:00Z) - Wide-field microwave magnetic field imaging with nitrogen-vacancy centers in diamond [0.0]
マイクロ波(MW)磁場のマイクロスケール横方向分解能の非侵襲イメージングは、様々な用途において重要である。
NV中心磁力計は、$mu$mスケールの解像度、ミリスケールの視野、高感度、そして様々なサンプルと互換性のない非侵襲イメージングを提供する理想的なツールとして登場した。
本研究は, 差動レービ周波数測定に基づく新しいNV磁気メトリープロトコルを実証し, 弱いMW磁場の画像化にNV広視野イメージング能力を拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-25T00:38:13Z) - Vector Magnetometry Using Shallow Implanted NV Centers in Diamond with Waveguide-Assisted Dipole Excitation and Readout [33.221915954445855]
ダイヤモンド中の窒素-空孔(NV)中心は、ダイヤモンド基板への3次元導波路のスケーラブルな統合を必要とする。
我々は、NV信号の励起と読み出しのためのレーザー書き導波路のアレイと統合された浅いNV中心のアンサンブルを持つセンサアレイ装置を開発した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-26T12:55:25Z) - Magnetic-field-independent spin-exchange relaxation-free magnetometer [0.0]
核スピンが$I=1/2$の原子は高磁場でもスピン交換緩和自由状態でも動作可能であることを示す。
両種カリウムと水素原子磁気センサの性能を解析し, 基本感度は約10。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-27T00:36:02Z) - Physics-informed compressed sensing for PC-MRI: an inverse Navier-Stokes
problem [78.20667552233989]
我々は、ノイズやスパース磁気共鳴信号から速度場を復元するための物理インフォームド圧縮センシング(PICS)法を定式化する。
本手法は, 疎サンプリング信号から速度場を再構成し, セグメンテーションすることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-04T14:51:59Z) - Multi-Center Magnon Excitations Open the Entire Brillouin Zone to
Terahertz Magnetometry of Quantum Magnets [42.72559625804617]
状態のマグノン密度は、3中心のマグノン励起によってブリルアンゾーン全体にアクセスすることができる。
THzの時間領域実験の結果は線形スピン波理論と非常によく一致している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-08T19:04:24Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
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。