六方氮化硼自旋缺陷中 Landau Zener 相互作用增强的量子传感
量子物理
2026-01-09 v1
摘要
六方氮化硼（hBN）中的带负电硼空位（V）构成了一个极具前景的量子传感平台，可在室温下光学寻址并转移至样品上。然而，系综中宽泛的超精细分裂自旋跃迁由于光谱覆盖范围有限，对使用传统共振激发的量子传感构成了挑战。虽然使用 B 和 N 同位素进行同位素富集的 hBN（hBN）展现出更锐利的光谱特征，但显著的非均匀展宽依然存在。我们证明，通过在 FPGA 上实施频率调制，频率扫描微波脉冲实现了比共振微波激发高约 4 倍的 自旋态布居数转移，从而获得了更高的对比度，并使基于自旋弛豫的量子传感的测量时间缩短了 16 倍。量子动力学模拟表明，一个有效的双态 Landau-Zener 模型捕捉了布居数反转与脉冲长度之间的复杂关系，并包含了弛豫效应。我们的方法稳健且对于嘈杂环境中 hBN 自旋缺陷的量子弛豫测量具有重要价值。
引用
@article{arxiv.2601.05013,
title = {Landau Zener Interaction Enhanced Quantum Sensing in Spin Defects of Hexagonal Boron Nitride},
author = {Mohammad Abdullah Sadi and Tiamike Dudley and Luca Basso and Thomas Poirier and James H. Edgar and Jacob Henshaw and Peter A. Bermel and Yong P. Chen and Andrew Mounce},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05013},
year = {2026}
}