通过压力调控探测金刚石中 NV 中心电子自旋波函数的演化
介观与纳米尺度物理
2022-12-16 v1 量子物理
摘要
理解量子比特波函数的分布对其量子应用至关重要。在导电体系中，可使用扫描隧道显微镜探测电子分布，而对于宽禁带半导体中基于固态缺陷的量子比特，尚无直接方法。本工作中，我们利用压力作为调控手段，并以核自旋作为原子尺度探针，监测压力下金刚石中带负电氮空位（NV）中心的自旋超精细结构。我们详细研究了不同压力下 NV 中心在光探测磁共振（ODMR）谱中最近邻 的超精细分裂。通过考察加压下的 超精细相互作用，我们发现 NV 超精细参数发生显著变化，导致 NV 电子自旋密度增加以及从 到 键的再杂化。我们独立完成了 NV 中心超精细能级应变依赖性的 计算。理论结果在不引入任何拟合参数的情况下与实验数据定性吻合良好。此外，该方法可用于探测其他缺陷体系中的波函数演化。这一潜在能力可在利用缺陷中心发展磁强计与量子信息处理中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.2212.07637,
title = {Probing the Evolution of Electron Spin Wavefunction of NV Center in diamond via Pressure Tuning},
author = {Kin On Ho and Man Yin Leung and P. Reddy and Jianyu Xie and King Cho Wong and Yaxin Jiang and Wei Zhang and King Yau Yip and Wai Kuen Leung and Yiu Yung Pang and King Yiu Yu and Swee K. Goh and M. W. Doherty and Sen Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07637},
year = {2022}
}