低温下利用KTaO3介质谐振器对NV-自旋系综的快速相干控制
量子物理
2021-11-08 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
在低温环境中向样品传输微波会带来实验挑战，例如限制光学通路、空间约束和热量产生。此外，克服各种实验限制现有方案未必能在宏观尺度上提供用于自旋系综控制或规模化量子计算实现中快速门操作所需的大而均匀的振荡磁场。在此，我们利用KTaO3介质谐振器在低温下的高介电常数，展示了对带负电荷的氮空位自旋系综的快速相干控制。我们实现了高达48 MHz的拉比频率，总场-功率转换比 9.66 mT/（ MHz/）。我们利用氮空位中心自旋系综探测了金刚石样品内部磁场的品质因子、相干增强和空间分布。本工作所用介质谐振器的关键优势在于：易于组装、原位可调、高磁场转换效率、小体积占用和光学透明性。这使得KTaO3介质谐振器成为在低温下为多种材料自旋控制传输微波场的一个有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2105.06781,
title = {Fast coherent control of an NV- spin ensemble using a KTaO3 dielectric resonator at cryogenic temperatures},
author = {Hyma H. Vallabhapurapu and James P. Slack-Smith and Vikas K. Sewani and Chris Adambukulam and Andrea Morello and Jarryd J. Pla and Arne Laucht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.06781},
year = {2021}
}