面向增强磁力传感与多体动力学的室温混合 2D-3D 量子自旋系统
量子物理
2025-12-09 v2
摘要
混合量子系统及其精确控制的进展是发展先进量子技术的关键。具有光学可访问自旋缺陷的二维材料因其卓越的灵活性和可扩展性，已成为构建集成量子自旋系统的有前景平台。然而，实验实现此类系统并展示其优势仍具挑战。本文我们present了一种在室温下的混合自旋系统，将 2D 六角形硼氮化物片中的氬空位 (V_B^-) 自旋与 3D 单晶金刚石中单个氮空位 (NV) 中心相结合。该组合系统实现了完全可控性，并在纳米尺度磁力传感方面表现出提升后的动态范围。此外，我们研究了该混合系统中丰富的多体自旋动力学，这使我们能够估计 V_B^- 自旋的浓度。这一工作为推动 2D-3D 集成量子自旋系统的发展提供了关键基础。
引用
@article{arxiv.2504.10815,
title = {Room-temperature hybrid 2D-3D quantum spin system for enhanced magnetic sensing and many-body dynamics},
author = {Haoyu Sun and Pei Yu and Xu Zhou and Xiangyu Ye and Mengqi Wang and Zhaoxin Liu and Yuhang Guo and Wenzhao Liu and You Huang and Pengfei Wang and Fazhan Shi and Kangwei Xia and Ya Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10815},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 4 figures, published to npj Quantum Information