基于金刚石氮-空位色心系综的高灵敏度自旋静电计

Edward H. Chen; Hannah A. Clevenson; Kerry A. Johnson; Linh M. Pham; Dirk R. Englund; Philip R. Hemmer; Danielle A. Braje

doi:10.1103/PhysRevA.95.053417

基于金刚石氮-空位色心系综的高灵敏度自旋静电计

光学 2017-05-31 v1 介观与纳米尺度物理

作者: Edward H. Chen , Hannah A. Clevenson , Kerry A. Johnson , Linh M. Pham , Dirk R. Englund , Philip R. Hemmer , Danielle A. Braje

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摘要

我们展示了一种基于金刚石中氮-空位 (NV $^-$ ) 缺陷系综的自旋全介质静电计。外加电场通过 Stark 效应引起能级相对于 NV $^-$ 的简并三重态对称偏移；这种对称性使其对温度波动具有免疫力，从而允许散粒噪声极限检测。利用 NV $^-$ 系综，我们在环境条件下、低频段 ( $<$ 10 Hz) 以及大动态范围 (20 dB) 内，展示了接近 1 V/cm/ $\sqrt{\text{Hz}}$ 的散粒噪声极限灵敏度。针对 NV $^-$ 系综的理论模型与基态电极化率参数 $\langle k_\perp\rangle$ 的测量结果吻合良好。讨论了基于自旋的介质传感器在微米级电场传感中的意义。

关键词

氮-空位色心静电计 Stark 效应散粒噪声极限检测电场传感量子传感

引用

@article{arxiv.1703.07517,
  title  = {High-sensitivity, spin-based electrometry with an ensemble of nitrogen-vacancy centers in diamond},
  author = {Edward H. Chen and Hannah A. Clevenson and Kerry A. Johnson and Linh M. Pham and Dirk R. Englund and Philip R. Hemmer and Danielle A. Braje},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07517},
  year   = {2017}
}

备注

8 pages, 7 figures

基于金刚石氮-空位色心系综的高灵敏度自旋静电计

摘要

关键词

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