利用高压纳秒脉冲与光致发光光谱分析探测 NV 与 SiV 电荷态动力学
材料科学
2023-09-08 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
金刚石中的氮空位(NV)与硅空位(SiV)色心是量子技术应用中有前景的体系。NV 与 SiV 中心具有多种电荷态，其电荷态具有不同的电子、光学与自旋性质。对 NV 中心，多数量子传感应用研究针对带负电的 NV (NV)，且 NV 中心处于 NV 态十分重要。然而已知 NV 中心在激光激发下会转化为电中性态(NV)。NV 与 SiV 中心在能量上有利的电荷态取决于其局域环境。理解并控制电荷态动力学对其量子应用至关重要。本工作中，我们讨论高压纳秒脉冲放电下 NV 与 SiV 中心的电荷态动力学。NV 与 SiV 中心共存于金刚石晶体中。高压脉冲能高效操控电荷态。这些电压诱导的电荷态变化通过其光致发光光谱分析探测。本实验分析结果表明，高压纳秒脉冲引起化学势移动，并能以约 MHz 的跃迁速率转换 NV 与 SiV 中心的电荷态。该结果还表明样品中 SiV 中心的主要群体为双负电荷态(SiV)，因其无荧光且无磁性而常被忽视。该演示为未来快速操控 NV 与 SiV 电荷态的方法铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2307.06433,
title = {Probing NV and SiV charge state dynamics using high-voltage nanosecond pulse and photoluminescence spectral analysis},
author = {Artur Pambukhchyan and Sizhe Weng and Indu Aravind and Stephen B. Cronin and Susumu Takahashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06433},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 4 figures