利用金刚石机械谐振器对氮 - 空位中心自旋系综的相干控制

传统上，金刚石中氮 - 空位 (NV) 中心三重态自旋态的相干控制是在磁偶极选择定则的约束下，通过共振交流磁场实现的，该定则禁止直接控制 $|-1>\leftrightarrow |+1>$ 自旋跃迁。我们表明，与自旋态分裂共振的高频应力可以相干地控制该子空间内的 NV 中心自旋。利用由单晶金刚石制造的体模机械微谐振器，我们将强烈的交流应力施加于金刚石基底，并观察到 NV 中心自旋系综的 $|-1>$ 和 $|+1>$ 态之间由机械驱动的 Rabi 振荡。此外，我们使用机械 Ramsey 序列测量了自旋系综的非均匀自旋退相时间 ($T_{2}^{*}$)，并将其与使用磁 Ramsey 序列针对 NV 中心基态内可用的三种自旋量子比特组合分别测量的退相时间进行了比较。这些结果证明了利用机械谐振器进行相干自旋驱动，并可能实现在 NV 中心基态内创建相位敏感的 $\Delta$-系统。