利用同位素纯化碳化硅中硅空位精细结构的全光直流纳特斯拉磁强计
材料科学
2016-08-02 v2
摘要
我们在同位素纯化的碳化硅（4H-SiC）中揭示了硅空位的精细结构，并在自旋哈密顿量中发现了源于该自旋3/2色心三角锥对称性的额外项。这些项引起了原本禁戒的额外自旋跃迁，并导致在外磁场中的能级反交叉。我们观察到在该能级反交叉附近光致发光强度的急剧变化，这可用于纯全光学的磁场传感。我们在室温下、体积为 mm 内实现了 87 nT Hz 的直流磁场灵敏度，并证明这种非接触方法在高达至少 500 K 的高温下稳健。由于我们的方法不需要施加射频场，因此可扩展到更大得多的体积。对于优化的光捕获波导 3 mm，投影噪声极限低于 100 fT Hz。
引用
@article{arxiv.1511.04663,
title = {All-optical dc nanotesla magnetometry using silicon vacancy fine structure in isotopically purified silicon carbide},
author = {D. Simin and V. A. Soltamov and A. V. Poshakinskiy and A. N. Anisimov and R. A. Babunts and D. O. Tolmachev and E. N. Mokhov and M. Trupke and S. A. Tarasenko and A. Sperlich and P. G. Baranov and V. Dyakonov and G. V. Astakhov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04663},
year = {2016}
}
备注
12 pages, 6 figures; additional experimental data and an extended theoretical analysis are added in the second version