利用金刚石中$^{15}$NV中心的模拟核自旋陀螺仪
量子物理
2024-01-09 v3
摘要
固态平台中的核自旋因其长相干时间而有望用于构建旋转传感器。在这些平台中，氮-空位中心在环境工作条件下引起了广泛关注。然而，当前NV陀螺仪的性能仍然受到大自旋系综操作时相干性退化的限制。保护这些系统的相干性需要对相干衰减机制进行系统研究。本文介绍了利用NV中心的氮-15核自旋构建陀螺仪，与氮-14核自旋相比，其具有更简单的能级结构和消失的核电四极矩项，尽管在相干性保护方面面临不同的挑战。我们系统地揭示了不同NV电子自旋流形中核自旋的相干衰减机制，并进一步开发了一种仅基于控制NV电子自旋的鲁棒相干保护协议，实现了15倍的退相时间提升。利用所开发的相干保护，我们通过测量设计的旋转速率模式演示了一个模拟陀螺仪，显示出数量级的灵敏度提升。
引用
@article{arxiv.2401.01333,
title = {Emulated nuclear spin gyroscope with $^{15}$NV centers in diamond},
author = {Guoqing Wang and Minh-Thi Nguyen and Dane W. deQuilettes and Eden Price and Zhiyao Hu and Danielle A. Braje and Paola Cappellaro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01333},
year = {2024}
}