Поиск
Подать статью EN
Физико-математические и технические науки

2020 Выпуск №2

Назад к списку Скачать статью
Иванов А. И. Кулагина А. А. Шпилевой А. А.

Изотопное замещение углерода и квазипересечение энергетических уровней в алмазе

Страницы / Pages
104-113
кристаллический алмаз квазипересечение энергетиче­ских уровней релаксация зеемановское расщепление гиперполяризация crystal diamond quasi-intersection of energy levels relaxation Zeeman splitting hyperpolarization

Аннотация

Представлены результаты исследования спиновых состояний в ос­новном электронном состоянии единственного азотно-вакансионного центра (NV–) в обогащенном 13С алмазе. Анализ основан на применении ме­тода, который использует полный набор коммутирующих операторов. Результаты показывают, что в этой системе существует два двой­ных вырождения энергетических уровней, которые можно рассматривать как частный случай LAC. Изменение свойств спиновых состояний цен­тра NV– на уровне квазипересечения рассматривается как возможная причина изменения интенсивности фотолюминесценции NV–-центров.

Abstract

The paper presents the results of a study of spin States in the main elec­tronic state of the only nitrogen-vacancy center (NV–) in a 13C-enriched dia­mond. The analysis is based on applying a method that uses a full set of com­muting operators. The results show that there are two double degenerations of energy levels in this system, which can be considered as a special case of LAC. Changes in the properties of the spin States of the NV–-center at the quasi-intersection level are considered as a possible cause of changes in the photolu­minescence intensity of NV–-centers.

Список литературы

1. Doherty M. V., Manson N. B., Delaney P. et al. The nitrogen-vacancy colour cen­tre in diamond // Physics Reports. 2013. 528, 1.

2. Taylor J. M., Cappellaro P., Childress L. et al. High-sensitivity diamond magne­tometer with nanoscale resolution // Nat. Phys. 2008. 4, 810.
3. Acosta V. M., Bauch E., Jarmola A. et al. Broadband magnetometry by infrared-absorption detection of nitrogen-vacancy ensembles in diamond // Applied Physics Letters. 2010. 97, 174104.
4. Dolde F., Fedder H., Doherty M. W. et al. Electric-field sensing using single dia­mond spins // Nature Physics. 2011. 7, 459.
5. Robledo L., Childress L., Bernien H. et al. High-fidelity projective read-out of a solid-state spin quantum register // Nature. 2011. 477, 574.
6. Schirhagl R., Chang K., Loretz M., Degen C. L. Nitrogen-Vacancy Centers in Dia­mond: Nanoscale Sensors for Physics and Biology // Annual Review of Physical Chemistry. 2014. 65, 83.
7. Jelezko F., Gaebel T., Popa I. et al. Observation of Coherent Oscillations in a Sin­gle Electron Spin // Phys. Rev. Lett. 2004. 92, 076401.
8. van Oort E., Manson N. B., Glasbeek M. Optically detected spin coherence of the diamond N-V centre in its triplet ground state // J. Phys. 1988. C 21, 4385.
9. He X. F., Manson N. B., Fisk P. T. H. Paramagnetic resonance of photoexcited N-V defects in diamond. II. Hyperfine interaction with the 14N nucleus // Phys. Rev. 1993. B 47, 8809.
10. Jarmola A., Bodrog Z., Kehayias P. et al. Optically Detected Magnetic Resonanc­es of Nitrogen-Vacancy Ensembles in 13C Enriched Diamond. 2016. ArXiv:1608. 08706v1 [quant-ph].

11. Parker A. J., Wang H., Li Y. et al. Decoherence-protected transitions of nitrogen vacancy centers in 99 % 13C-enriched diamond. 2015. ArXiv:1506.05484v1 [quant-ph].
12. Ledbetter M. P., Jensen K., Fischer R. et al. Gyroscopes based on nitrogen-vacan­cy centers in diamond // Phys. Rev. A. 2012. 86, 052116.
13. Ajoy A., Cappellaro P. Stable three-axis nuclear-spin gyroscope in diamond // Phys. Rev. A. 2012. 86, 062104.
14. Ledbetter M. P., Budker D. Zero-field nuclear magnetic resonance // Physics Today. 2013. 66, 44.
15. Wood J. D. A., Broadway D. A., Hall L. T. et al. A. Wide-band, nanoscale magnet­ic resonance spectroscopy using quantum relaxation of a single spin in diamond. 2016. ArXiv:1604.00160v1 [quant-ph].
16. Ivanov A. A., Ivanov A. I. Side resonances and metastable excited state of NV- center in diamondю 2017. ArXiv:1701.04097v1[cond-mat.mes-hall].
17. Иванов А. А., Иванов А. И. Природа боковых резонансов в алмазе: влияние изотопозамещения углерода // Вестник Балтийского федерального универси­тета им. И. Канта. Сер.: Физико-математические и технические науки. 2016. № 4. С. 56—60.

18. Ivanov A. A., Ivanov A. I. Diamond Side Resonances: Influence of Isotopic Sub­stitution of Carbon // Task Quarterly. 2017. 21, № 2. 205.

19. Doherty M. V., Dolde F., Fedder H. et al. Theory of the ground-state spin of the NV– center in diamond // Phys. Rev. 2012. B85, 205203.