基于光纤的金刚石中氮空位中心系综的温度依赖性
应用物理
2021-11-16 v1
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心传感因其高稳定性、良好的温度分辨率和集成度，被认为是一种有前景的微纳尺度温度计。本工作中，我们将含有NV中心的金刚石薄片贴附于截断的多模光纤端面，制备了传感核心。随后利用连续波光探测磁共振（CW-ODMR）技术测量了NV中心系综的零场分裂参数（D）。采用自制恒温系统与两支经校准的铂电阻温度计作为参考温度测量。研究了脉冲序列中制备时间与计数时间、激光功率、微波功率以及微波频率步进的影响。此外，在298.15 K至383.15 K范围内获得了实验D与T，其标准不确定度为u(D) = (3.62268~8.54464)×10^-5 GHz、u(T) = (0.013~0.311) K。实验结果与Toyli等人（Toyli et al., 2012）使用类似金刚石样品的工作吻合良好。对0 K与700 K处D-T的外推亦与其他文献一致，同时dD/dT随温度变化。最后，比较不同研究组测得的D-T关系可知，NV浓度导致不同电子密度、制备工艺导致不同热膨胀，会造成不同的D-T关系。从计量学视角出发，继续深入开展研究以将NV中心发展为实用且精确的微纳温度计是值得的。
引用
@article{arxiv.2111.07585,
title = {Temperature dependence of nitrogen-vacancy center ensembles in diamond based on an optical fiber},
author = {Ke-Chen Ouyang and Zheng Wang and Li Xing and Xiao-Juan Feng and Jin-Tao Zhang and Cheng Ren and Xing-Tuan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.07585},
year = {2021}
}