論文の概要: Spatially resolved quantum magnetometry and stray-field reconstruction of permalloy microdisks using boron-vacancy centers in hexagonal boron nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21630v1
- Date: Fri, 18 Sep 2026 11:12:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-21 18:40:17.033125
- Title: Spatially resolved quantum magnetometry and stray-field reconstruction of permalloy microdisks using boron-vacancy centers in hexagonal boron nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素のホウ素空孔中心を用いた空間分解量子磁気メトリーと多孔質マイクロディスクの成層場再構成
- Abstract要約: 負に荷電したホウ素空洞(VB$-$)スピン欠陥を包含する移動可能な六方晶窒化ホウ素(hBN)は、量子磁気メトリーの汎用的な基盤を提供する。
ここでは、移動したhBNフレークを4$mのパーマロイと統合し、空間分解された光学的検出磁気共鳴測定を行う。
エッジチャージモデルでは、再構成された場の空間分布と振幅を再現し、ODMR応答と渦状態の場駆動進化を関連付ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0377195050432146
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Transferable hexagonal boron nitride (hBN) hosting negatively charged boron-vacancy (VB$^{-}$) spin defects offers a versatile platform for integrated quantum magnetometry, yet quantitative imaging of magnetic microstructures remains challenging. Here, we integrate a transferred hBN flake with a 4 $μ$m-diameter permalloy (Py = Ni${81}$Fe${19}$) microdisk and perform spatially resolved optically detected magnetic resonance measurements at room temperature. An applied in-plane magnetic field distorts the vortex-state magnetization, generating edge-localized magnetic surface charges and pronounced stray-field signatures at opposite disk edges. By referencing each pixel to its local zero-field splitting and correcting for a residual out-of-plane bias field, we quantitatively reconstruct the out-of-plane stray-field distribution, revealing peak fields of approximately 11.2 mT. An edge-charge model reproduces the spatial distribution and amplitude of the reconstructed field, linking the ODMR response to the field-driven evolution of the vortex state. These results establish transferred hBN VB$^{-}$ sensors for quantitative magnetometry of magnetic microstructures.
- Abstract（参考訳）: 負電荷のホウ素空洞(VB$^{-}$)を包含する移動可能な六方晶窒化ホウ素(hBN)は、量子磁気学の統合のための汎用的なプラットフォームを提供するが、磁気微細構造の定量的イメージングは依然として困難である。
ここでは4$μ$mパーマロイ(Py = Ni${81}$Fe${19}$)マイクロディスクを転写したhBNフレークを室内温度で空間分解した磁気共鳴測定を行う。
印加された平面内磁場は渦状態の磁化を歪め、エッジ局在化磁気面電荷を生成し、反対側のディスクエッジでストライフィールドシグネチャを発音する。
それぞれの画素を局所的なゼロフィールド分割に参照し、残面外バイアス場を補正することにより、平面外層場分布を定量的に再構成し、ピークフィールドを約11.2 mTで示し、エッジチャージモデルで再構成されたフィールドの空間分布と振幅を再現し、ODMR応答を渦状態の場駆動的進化にリンクする。
これらの結果は、磁気マイクロ構造の定量的磁気測定のための移動hBN VB$^{-}$センサーを確立する。
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