論文の概要: Efficient creation of shallow NV$^-$ ensembles by high-angle ion implantation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.22937v1
- Date: Sat, 19 Sep 2026 10:26:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.589887
- Title: Efficient creation of shallow NV$^-$ ensembles by high-angle ion implantation
- Title（参考訳）: 高角イオン注入による浅いNV$^-$アンサンブルの効率的な生成
- Abstract要約: 負電荷の窒素空孔中心は、外部スピンをナノスケールで検出するための重要な量子欠陥である。
高角イオン注入により, 浅いNV$-$中心の創出効率が向上することが実証された。
本研究は, 浅い空孔関連量子欠陥の工学的手法として, イオン注入の幾何学的制御を確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.293050392312921
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Negatively charged nitrogen-vacancy (NV$^-$) centers located a few nanometers below the diamond surface are key quantum defects for nanoscale sensing of external spins. However, the creation of shallow NV$^-$ centers with high yield remains a materials challenge. Here, we demonstrate that high-angle ion implantation enhances the creation efficiency of shallow NV$^-$ centers. By implanting $^{15}$N ions at angles exceeding 60$^\circ$, we achieve high NV$^-$ yields approaching 10% with effective NV$^-$ depths below 10 nm. These yields are significantly higher than those typically reported for shallow NV$^-$ creation. The enhanced NV$^-$ yield is consistent with an increased vacancy-to-nitrogen ratio in the near-surface region, which is expected to promote NV formation during annealing. The created NV$^-$ ensembles show coherence properties comparable to those of single shallow NV$^-$ centers at similar depths, and allow detection of nuclear spins in van der Waals materials attached to the diamond surface. Our results establish geometric control of ion implantation as a simple and broadly applicable approach to engineer shallow vacancy-related quantum defects.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド表面下数ナノメートルに位置する負電荷窒素空孔(NV$^-$)中心は、外部スピンをナノスケールで検出するための重要な量子欠陥である。
しかし、高収率の浅いNV$^-$センターを作ることは、依然として材料的課題である。
ここでは, 高角イオン注入により, 浅いNV$^-$中心の創出効率が向上することを示した。
60$^\circ$を超える角度で$^{15}$Nイオンを注入することにより、10nm以下の有効NV$^-$深さで10%近づく高NV$^-$収率が得られる。
これらの収量は、浅いNV$^-$生成のために報告されるものよりも著しく高い。
NV$^-$収率の増大は, 表面近傍での空孔-窒素比の上昇と一致し, 焼鈍時のNV生成を促進することが期待された。
生成されたNV$^-$アンサンブルは、同じ深さで単一の浅いNV$^-$中心のものと同等のコヒーレンス特性を示し、ダイヤモンド表面に付着したファンデルワールス物質の核スピンの検出を可能にする。
本研究は, 浅い空孔関連量子欠陥の工学的手法として, イオン注入の幾何学的制御を確立した。
関連論文リスト
- Creation of Depth-Confined, Shallow Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond With Tunable Density [0.37023522264411585]
ダイヤモンド成長中のデルタドーピングによる準表面NVの生成は、NV深度閉じ込めとNV密度の両方を調節可能であることが判明した。
二次元磁性体CrSBrの多層磁性をイメージングすることで, 浅層デルタドープNVの有用性を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-12T02:57:36Z) - Zero-field identification and control of hydrogen-related electron-nuclear spin registers in diamond [73.17247851945764]
我々は, 近傍のNV中心における測定により, スピン欠陥の超微粒子成分と核スピン種を同定する手法を提案する。
結果は、$textitab initio$計算を使って欠陥構造を解決するためのガイドを提供する。
我々の特徴と制御ツールは、ハイブリッド電子核レジスタの欠陥ランドスケープを拡大するための枠組みを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-22T13:50:54Z) - Enhanced magnetic field sensitivity of shallow NV$^-$ ensembles via high-temperature implantation [30.5491665195957]
20, 400, 800degCの温度で1e15イオン/cm2のフルエンスで10～15keVのエネルギーでN$+$イオン注入を行った。
高温注入は、T2$*$、T2およびT1を妥協することなく、NV$-$生成を最大5倍改善する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-06T08:55:11Z) - Creation of Negatively Charged GeV and SnV centers in Nanodiamonds via Ion Implantation [39.93659648269682]
固体量子エミッタ、特にダイヤモンド中のグループIV空孔中心は、量子技術の研究の最前線にある。
イオン注入によるゲルマニウム・スズ空洞センターの創製について述べる。
我々はSnV$-$中心の共鳴励起と強コヒーレント駆動により高純度単一光子放出を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-25T09:25:51Z) - Spectrally stable nitrogen-vacancy centers in diamond formed by carbon
implantation into thin microstructures [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV)は、量子センサや量子ネットワークのビルディングブロックとしてますます使われている。
炭素イオンの注入は窒素イオンの注入と同等の密度のNVが得られることを示した。
そこで本研究では,ダイヤモンド製造プロセスに先立って移植を施した改良型NV生成法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T18:00:19Z) - Charge stability and charge-state-based spin readout of shallow
nitrogen-vacancy centers in diamond [32.937319301495144]
スピンチャージ変換により、測定時間を延長し、精度を高め、読み出し時のノイズを最小限に抑えることができる。
ナノスケールのセンシングアプリケーションは、表面から数ドル程度の距離で浅いNV中心を必要とする。
ナノスケールセンシングに適した4つの浅いNV中心でSCCプロトコルを実証し,スピン投射雑音限界の5～6倍の読み出し雑音を求める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-30T11:13:28Z) - Correlative nanoscale imaging of strained hBN spin defects [42.60602838972598]
六方晶窒化ホウ素(hBN)における負電荷のホウ素空孔色中心(V_B-$)のようなスピン欠陥は、層状ファンデルワールスヘテロ構造における準表面欠陥による新しい量子センシングを可能にする。
相関カソードルミネッセンスおよびフォトルミネッセンス顕微鏡を用いたhBNの色中心に,hBNフレークのクレース関連株が与える影響を明らかにした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-18T17:42:09Z) - Developing a Chemical and Structural Understanding of the Surface Oxide
in a Niobium Superconducting Qubit [46.6940373636939]
我々はニオブ膜からパターン化したトランスモン試験装置の環境条件で形成される表面酸化物の詳細な評価を行う。
構造解析の観点では、Nb$ 1-2$O$_5$領域は自然界において半結晶であることが分かる。
アモルファス領域は酸素空孔を含む傾向が強く、ニオブと酸素原子の間の結合が弱いことが観察された。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-16T16:00:57Z) - Creation of nitrogen-vacancy centers in chemical vapor deposition
diamond for sensing applications [0.22723215141187195]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心は磁気メトリー応用のための有望な量子システムである。
NVアンサンブルの主要な材料要件は、高いNV$-$濃度、長いスピンコヒーレンス時間、安定した電荷状態である。
本研究は,NVドープCVDダイヤモンドの高感度化のための工学的特性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-15T18:47:08Z) - Impact of surface and laser-induced noise on the spectral stability of
implanted nitrogen-vacancy centers in diamond [0.0]
量子ネットワーク技術は ダイヤモンドの窒素空洞を 利用しています
イオン注入と高温真空アニールにより, 単一NV中心を創出する。
NV$-$の電荷状態と放出周波数の長期安定性が示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-20T03:03:51Z) - Low temperature photo-physics of single NV centers in diamond [43.55994393060723]
低温条件下でのダイヤモンド中の窒素-原子価(NV)色中心の磁場依存性光物理について検討した。
我々は、NVの基底状態スピンの光学的読み出し効率の顕著な低下を示すNVフォトルミネッセンス率の顕著な低下を観察した。
以上の結果から,NVs励起状態の構造に関する新たな知見と,その特性評価のための新しいツールが得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-17T18:00:02Z)
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。