声学驱动金刚石氮空位中心单量子自旋跃迁

利用高品质因数 3 GHz 体声波谐振器器件，我们演示了金刚石 NV 中心的声学驱动单量子自旋跃迁（$\left|m_{s}=0\right>\leftrightarrow\left|\pm1\right>$），并表征了相应的应力敏感性。一个关键挑战是将器件电流产生的非意图磁驱动场与器件内有意施加的应力驱动区分开来。在使用拉比谱学分别量化这些驱动场后，我们研究了两者均与单量子自旋跃迁共振的更复杂情形。通过建立等效电路模型来描述器件的电流与力学动力学，我们对实验进行了定量建模以确定它们的相对贡献，并与我们的结果进行比较。我们发现 NV 中心自旋单量子跃迁的应力敏感性约为双量子跃迁（$\left|+1\right>\leftrightarrow\left|-1\right>$）的 $\sqrt{2}(0.5\pm0.2)$ 倍。尽管双量子基下的声学驱动在量子增强传感应用中很有价值，但双量子驱动缺乏将 NV 中心自旋从 $\left|m_{s}=0\right>$ 初始化态操控出来的能力。我们的结果表明，对 NV 中心的高效全声学量子控制是可行的，并且对于受益于声学器件紧凑尺寸与位置选择性的传感应用尤其有前景。