(111)取向金刚石中强相互作用的二维偶极自旋系综
量子物理
2025-05-23 v1 材料科学
摘要
具有强偶极相互作用和可控维度的自旋系统为量子传感和模拟提供了新的探索途径。在本研究中，我们探讨了在 (111) 取向金刚石基底上通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）生成的二维氮空位（NV）中心系综中产生强偶极相互作用的情况。我们发现，在 (111) 面上的金刚石生长实现了自旋（包括氮和 NV 中心）的高掺入，其中后者的密度可通过金刚石基底的斜切角进行调控。我们的工艺允许形成致密的、优先取向的二维 NV 系综，其体积归一化 AC 灵敏度低至 = 810 pT um Hz。此外，我们表明 (111) 取向在二维 NV 系综中提供了最大正偶极相互作用，这对于利用偶极驱动的纠缠方案和探索新的相互作用自旋物理至关重要。
引用
@article{arxiv.2404.10075,
title = {A strongly interacting, two-dimensional, dipolar spin ensemble in (111)-oriented diamond},
author = {Lillian B. Hughes and Simon A. Meynell and Weijie Wu and Shreyas Parthasarathy and Lingjie Chen and Zhiran Zhang and Zilin Wang and Emily J. Davis and Kunal Mukherjee and Norman Y. Yao and Ania C. Bleszynski Jayich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.10075},
year = {2025}
}