金刚石晶体中氮-空位中心诱导的超快光磁效应
量子物理
2022-06-22 v1 材料科学
摘要
当前使用金刚石晶体中色心的量子传感技术主要基于以下原理：氮-空位（NV）中心量子能级间发光的共振微波频率随温度、电场和磁场变化。该原理使我们能够结合扫描探针显微镜（SPM）以纳米分辨率测量磁场、电场以及局域温度。然而，由于有限的发光寿命，传统量子传感技术的时间分辨率一直被限制在微秒量级。本文研究含氮-空位NV中心的金刚石晶体中的超快光磁效应，以将量子传感的时间分辨率提升至亚皮秒时间尺度。在飞秒泵浦-探测测量中，金刚石NV中心的自旋系综诱导产生亚皮秒光学响应的逆科顿-穆顿效应（ICME）。ICME的螺旋度与二次功率依赖关系可解释为二阶光磁效应，其中NV电子自旋系综充当ICME的源。这些结果为结合SPM技术实现高时空分辨率量子传感技术提供了基本指导。
引用
@article{arxiv.2206.09077,
title = {Ultrafast opto-magnetic effects induced by nitrogen-vacancy centers in diamond crystals},
author = {Ryosuke Sakurai and Yuta Kainuma and Toshu An and Hidemi Shigekawa and Muneaki Hase},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.09077},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 5 figures