基于金刚石中超浅单氮空位中心的量子传感器相干性保护方案
量子物理
2025-01-23 v2
摘要
近期金刚石表面工程的进展使得能够稳定地维持位于7-30纳米深的氮空位(NV)量子传感器的电荷态，并主要消除表面电荷噪声。然而，要实现NV中心位于0.5-2纳米浅层并维持其受限于表面终端金刚石中磁性噪声的优异自旋相干性，仍然是一大挑战。本文通过第一性原理模拟显示，利用表面引起的应变与小恒定磁场之间的相互作用，可在^12C富集金刚石中室温下，使位于1纳米深的超浅NV中心的自旋相干时间显著提升，接近自旋-声子限。我们证明该方案同样有利于自然金刚石中约10纳米深的NV中心，因为该中心对小恒定磁场方向的可变相干性特征可实现纳米尺度的矢量磁力计。
引用
@article{arxiv.2501.00180,
title = {A Coherence-Protection Scheme for Quantum Sensors Based on Ultra-Shallow Single Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond},
author = {Anton Pershin and András Tárkányi and Vladimir Verkhovlyuk and Viktor Ivády and Adam Gali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.00180},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 5 figures