应变工程制造的纳米尺度自旋极化反转—— diamond 氮空位中心

控制固态量子发射器的能力是推进量子技术不可或缺的因素。这些系统的性能在根本上取决于其自旋依赖的光动力学，而常规使用腔体的控制方法则对关键非辐射过程的访问有限。本文演示了各向异性晶格应变作为操控固态系统中自旋动力学的强大工具。受高压作用时，巨大的剪切应变梯度触发自旋极化的完全反转，将基态人口从 $|0\rangle$ 重新定向到 $|\pm 1\rangle$ 轨道。我们表明，这种重编程源于应变导致的 NV 中心激发态混合以及介系统穿越的 dramatic 变化，我们通过光学磁光谱和理论模型（区分保持对称性和破坏对称性的应变贡献）进行量化。此外，极化反转通过亚波长尺度的转换区域（低于 120 nm）进行空间映射，展示了亚衍射极限的控制。我们的工作确立了应变工程作为塑造量子发射器属性的强大工具，为可编程量子光源、高密度自旋存储器件以及混合量子光子器件开辟了途径。