通过关联单自旋测量与表面光谱探究金刚石表面噪声起源
材料科学
2019-10-02 v1 量子物理
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心在常温条件下展现出自旋依赖荧光与长自旋相干时间，可实现量子信息处理与传感应用。近表面 NV 中心可与外部材料与自旋强相互作用，促成新形式的纳米级光谱学。然而，NV 自旋相干性在距表面 100 纳米内退化，表明金刚石表面深受普遍缺陷困扰。先前表征近表面噪声的工作主要依赖以 NV 中心自身为探针；虽具极高灵敏度之优势，却仅能提供噪声起源的间接信息。本文中，我们展示表面光谱方法与单自旋测量可用作互补诊断以理解噪声来源。我们发现表面形貌对实现可重复化学终止至关重要，并利用这些见解获得具有抑制噪声的高度有序氧终止表面。我们观察到距表面 10 nm 内的 NV 中心相干时间延长了一个数量级。
引用
@article{arxiv.1811.00144,
title = {Origins of diamond surface noise probed by correlating single spin measurements with surface spectroscopy},
author = {Sorawis Sangtawesin and Bo L. Dwyer and Srikanth Srinivasan and James J. Allred and Lila V. H. Rodgers and Kristiaan De Greve and Alastair Stacey and Nikolai Dontschuk and Kane M. O'Donnell and Di Hu and D. Andrew Evans and Cherno Jaye and Daniel A. Fischer and Matthew L. Markham and Daniel J. Twitchen and Hongkun Park and Mikhail D. Lukin and Nathalie P. de Leon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00144},
year = {2019}
}