六方氮化硼中自旋缺陷的室温相干控制

固体中具有可及自旋态的光学活性缺陷是固态量子信息与传感应用的有前途候选者。要将此类缺陷用作量子构建模块，需要对其自旋态进行相干操控。在此，我们实现了六方氮化硼（hBN）中硼空位（V$_B^-$）中心系综的相干控制。具体而言，通过应用脉冲自旋共振协议，我们测得室温下自旋-晶格弛豫时间（$T_1$）为 18 $\mu$s、自旋相干时间（$T_2$）为 2 $\mu$s。在低温下自旋-晶格弛豫时间增加了三个数量级。此外，采用二脉冲与三脉冲电子自旋回波包络调制（ESEEM），我们分离了与周围核的四极与超精细相互作用。最后，通过应用一种将自旋态从其非均匀核环境中解耦的方法——一种“烧孔（hole-burning）”——光谱光探测磁共振线宽显著减小至数十 kHz，从而将自旋相干时间延长了三倍。我们的结果对范德瓦耳斯材料在量子技术中的应用十分重要，特别是在将 hBN 用作包括二维异质结构、纳米尺度器件与新兴原子级薄磁体在内的混合量子系统的高分辨率量子传感器方面。