通过耦合动态铁磁涡旋实现氮-空位自旋的快速纳米级寻址

铁磁涡旋畴的核心产生强局域磁场，该磁场可在纳秒时间尺度上被操控，为在室温下以纳米级分辨率寻址和控制金刚石中的单个氮-空位中心自旋提供了一个平台。首先，我们展示了利用小的外加磁场可将铁磁涡旋驱动至氮-空位缺陷附近，从而引起显著的氮-空位自旋劈裂。其次，我们发现涡旋产生的磁场梯度足以寻址在纳米尺度上分离的自旋。通过施加微波频率磁场，我们同时驱动涡旋和氮-空位自旋，从而增强了自旋态的相干旋转。最后，我们证明了通过在快速时间尺度上驱动涡旋，可以在约 100 ns 的时间尺度上实现自旋的顺序寻址和相干操控。