双键硼空位中心亚太米波自旋弛豫动力学
量子物理
2025-10-29 v2
摘要
基于自旋缺陷弛豫的量子传感器已成为检测微弱磁信号的强大工具，但其运行主要局限于低磁场和千赫频率范围。将此类传感器扩展至高场（>0.3 T）和亚太米波频段，可实现广泛电磁现象和科学应用的量子计量学，但面临挑战。本文演示，两维六角形硼氮化物中负电硼空位（V_B^-）可作为最高工作至0.2太米波的弛豫型量子传感器。其均匀的自旋取向和高场下持久的自旋对比度，使其能够直接测量跨以前未探索的温度和频率范围内的本征自旋弛豫。我们还揭示了弛豫行为在场强上的临界现象——即在低场时 initially 减弱，随后在高场时增强——这与在亚太米波频率下单声子诱导共挨噪声的显现相一致。这些结果确立了V_B^-中心作为亚太米波、高场 regime 下的通用量子传感平台。
引用
@article{arxiv.2507.16786,
title = {Sub-Terahertz Spin Relaxation Dynamics of Boron-Vacancy Centers in Hexagonal Boron Nitride},
author = {Abhishek Bharatbhai Solanki and Yueh-Chun Wu and Hamza Ather and Priyo Adhikary and Aravindh Shankar and Ian Gallagher and Xingyu Gao and Owen M. Matthiessen and Demid Sychev and Alexei Lagoutchev and Tongcang Li and Yong P. Chen and Vladimir M. Shalaev and Benjamin Lawrie and Pramey Upadhyaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16786},
year = {2025}
}