zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1662Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSOптически детектируемый магнитный резонанс ансамблей NV-центров в CVD-алмазе с различным содержанием изотопа 13СOptically Detectable Magnetic Resonance of NV-Centers Ensembles in CVD-Diamond with Different Contents of 13 C IsotopeСалказановА. Т.SalkazanovA. T.

Москва

Moscow

ATSalkazanov@mephi.ruГусевА. С.GusevA. S.

Москва

Moscow

КалошинМ. М.KaloshinM. M.

Москва

Moscow

СауриА. Д.SauriA. D.

Москва

Moscow

ЖариковА. М.ZharikovA. M.

Москва

Moscow

НизовцевА. П.NizovtsevA. P.

Москва; Беларусь; Минск

Moscow; Belarus; Minsk

КилинС. Я.KilinS. Ya.

Москва; Беларусь; Минск

Moscow; Belarus; Minsk

КаргинН. И.KarginN. I.

Москва

Moscow

РыжукР. В.RyzhukR. V.

Москва

Moscow

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”National Research Nuclear University MEPhIНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Институт физики НАН БеларусиNational Research Nuclear University MEPhI; B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202421102024915658666Copyright © Салказанов А.Т., Гусев А.С., Калошин М.М., Саури А.Д., Жариков А.М., Низовцев А.П., Килин С.Я., Каргин Н.И., Рыжук Р.В., 20242024Салказанов А.Т., Гусев А.С., Калошин М.М., Саури А.Д., Жариков А.М., Низовцев А.П., Килин С.Я., Каргин Н.И., Рыжук Р.В.Salkazanov A.T., Gusev A.S., Kaloshin M.M., Sauri A.D., Zharikov A.M., Nizovtsev A.P., Kilin S.Y., Kargin N.I., Ryzhuk R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1662

   Проведены измерения спектров оптически детектируемого магнитного резонанса для ансамблей NV-центров в CVD-алмазах с различным содержанием 13С. Полученные спектры описаны с помощью модели, основанной на спиновом гамильтониане. С использованием построенной модели и экспериментальных данных выполнена оценка величины магнитного поля, прикладываемого к образцу.

   Optically detectable magnetic resonance spectra were measured for NV-centers’ ensembles in CVD-diamonds with different 13C content. The obtained spectra are described using a model based on the spin Hamiltonian. Using the constructed model and experimental data, the magnitude of the magnetic field applied to the sample was estimated.

NV-центроптически детектируемый магнитный резонансCVD-алмазизотоп 13 СNV-centeroptically detectable magnetic resonanceCVD diamond13 C isotopeРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение о предоставлении из федерального бюджета гранта на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития № 075-15-2024-556 от 25 апреля 2024 г.)The work was carried out with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (agreement on the provision of a grant from the federal budget for major scientific projects in priority areas of scientific and technological development No. 075-15-2024-556 dated April 25, 2024)ReferencesY. Xu, W. Zhang, Ch. Tian. Photon. Res., 11 (2023) 393—412Y. Xu, W. Zhang, Ch. Tian. Photon. Res., 11 (2023) 393—412J. Zhang, L. Xu, G. Bian, P. Fan, M. Li, W. Liu, H. Yuan. Diamond Nitrogen-Vacancy Center Magnetometry: Advances and Challenges (2020), https://www.researchgate.net/publication/344780125J. Zhang, L. Xu, G. Bian, P. Fan, M. Li, W. Liu, H. Yuan. Diamond Nitrogen-Vacancy Center Magnetometry: Advances and Challenges (2020), https://www.researchgate.net/publication/344780125V. Kopachevsky, S. Shashkov, A. Gvozdev. In “Physics, Chemistry and Applications of Nanostructures”, World Scientific, Singapore (2015) 119—120V. Kopachevsky, S. Shashkov, A. Gvozdev. In “Physics, Chemistry and Applications of Nanostructures”, World Scientific, Singapore (2015) 119—120Y. Zhu, E. Losero, C. Galland, V. Goblot. Simulation of ODMR Spectra from Nitrogen-Vacancy Ensembles in Diamond for Electric Field Sensing, doi: 10.48550/arXiv.2301.04106 (2023)Y. Zhu, E. Losero, C. Galland, V. Goblot. Simulation of ODMR Spectra from Nitrogen-Vacancy Ensembles in Diamond for Electric Field Sensing, doi: 10.48550/arXiv.2301.04106 (2023)T. Ishikawa, K.-M. C. Fu, C. Santori, V. M. Acosta, R. G. Beausoleil, H. Watanabe, S. Shikata, K. M. Itoh. Nano Lett., 12, N 4 (2012) 2083—2087T. Ishikawa, K.-M. C. Fu, C. Santori, V. M. Acosta, R. G. Beausoleil, H. Watanabe, S. Shikata, K. M. Itoh. Nano Lett., 12, N 4 (2012) 2083—2087F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, M. Domhan, A. Gruber, J. Wrachtrup. Phys. Rev. Lett., 93, N 13 (2004) 130501(1—4)F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, M. Domhan, A. Gruber, J. Wrachtrup. Phys. Rev. Lett., 93, N 13 (2004) 130501(1—4)F. Jiang, J. Ye, Z. Jiao, Z. Huang, H. Lv. Chin. Phys. B, 27, N 5 (2018) 057601F. Jiang, J. Ye, Z. Jiao, Z. Huang, H. Lv. Chin. Phys. B, 27, N 5 (2018) 057601А. П. Низовцев, Н. С. Кукин, А. Р. Мурадова, П. А. Семенов, А. Т. Салказанов, M. О. Смирнова, А. Л. Пушкарчук, А. Н. Васильев, Н. И. Каргин, С. Я. Килин. Журн. прикл. спектр., 89, № 6 (2022) 807—814A. P. Nizovtsev, N. S. Kukin, A.R. Muradova, A. R. Muradova, P. A. Semenov, A. T. Salkazanov, M. O. Smirnova, A. L. Pushkarchuk, A. N. Vasilev, N. I. Kargin, S. Ya. Kilin. J. Appl. Spectrosc., 89, N 6 (2022) 1064—1071J. H. Shim, I. Niemeyer, J. Zhang, D. Suter. Phys. Rev. A, 87 (2013) 012301(1—6)J. H. Shim, I. Niemeyer, J. Zhang, D. Suter. Phys. Rev. A, 87 (2013) 012301(1—6)A. Ashok, P. Cappellaro. Phys. Rev. A, 86 (2012) 062104A. Ashok, P. Cappellaro. Phys. Rev. A, 86 (2012) 062104E. V. Levine, M. J. Turner, P. Kehayias, C. A. Hart, N. Langellier, R. Trubko, D. R. Glenn, R. R. Fu, R. L. Walsworth. Nanophotonics, 8, N 11 (2019) 1945—1973E. V. Levine, M. J. Turner, P. Kehayias, C. A. Hart, N. Langellier, R. Trubko, D. R. Glenn, R. R. Fu, R. L. Walsworth. Nanophotonics, 8, N 11 (2019) 1945—1973B. Chen, X. Hou, F. Ge, X. Zhang, Y. Ji, H. Li, P. Qian, Y. Wang, N. Xu, J. Du. Nano Lett., 20, No. 11 (2020) 8267—8272B. Chen, X. Hou, F. Ge, X. Zhang, Y. Ji, H. Li, P. Qian, Y. Wang, N. Xu, J. Du. Nano Lett., 20, No. 11 (2020) 8267—8272Ph. Evans. Acta Cryst., 57 (2001) 1355—1359Ph. Evans. Acta Cryst., 57 (2001) 1355—1359K. Sasaki, Y. Monnai, S. Saijo, R. Fujita, H. Watanabe, J. Ishi-Hayase, K. M. Itoh, E. Abe. Rev. Sci. Instrum., 87 (2016) 05390414 K. Sasaki, Y. Monnai, S. Saijo, R. Fujita, H. Watanabe, J. Ishi-Hayase, K. M. Itoh, E. Abe. Rev. Sci. Instrum., 87 (2016) 053904S. Steinert, F. Dolde, P. Neumann, A. Aird, B. Naydenov, G. Balasubramanian, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Rev. Sci. Instrum., 81 (2010) 043705S. Steinert, F. Dolde, P. Neumann, A. Aird, B. Naydenov, G. Balasubramanian, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Rev. Sci. Instrum., 81 (2010) 043705J. Ye, Z. Jiao, K. Ma, Z. Huang, H. Lv, F. Jiang. Chin. Phys. B, 28, N 4 (2019) 047601J. Ye, Z. Jiao, K. Ma, Z. Huang, H. Lv, F. Jiang. Chin. Phys. B, 28, N 4 (2019) 047601B. Zhao, H. Guo, R. Zhao, F. Du, Z. Li, L. Wang, D. Wu, Y. Chen, J. Tang, J. Liu. IEEE Magnetics Lett., 10 (2019) 8101104B. Zhao, H. Guo, R. Zhao, F. Du, Z. Li, L. Wang, D. Wu, Y. Chen, J. Tang, J. Liu. IEEE Magnetics Lett., 10 (2019) 8101104D. R. Glenn, R. R. Fu, P. Kehayias, D. Le Sage, E. A. Lima, B. P. Weiss, R. L. Walsworth. Geophys. Geosyst., 18 (2017) 3254—3267D. R. Glenn, R. R. Fu, P. Kehayias, D. Le Sage, E. A. Lima, B. P. Weiss, R. L. Walsworth. Geophys. Geosyst., 18 (2017) 3254—3267J. Zopes, K. Sasaki, K. S. Cujia, J. M. Boss, K. Chang, T. F. Segawa, K. M. Itoh, C. L. Degen. Phys. Rev. Lett., 119, N 26 (2017) 260501J. Zopes, K. Sasaki, K. S. Cujia, J. M. Boss, K. Chang, T. F. Segawa, K. M. Itoh, C. L. Degen. Phys. Rev. Lett., 119, N 26 (2017) 260501A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, A. L. Pushkarchuk, V. A. Pushkarchuk, S. Kuten. Nonlinear Phenomena in Complex Systems, 14, N 4 (2011) 319—334A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, A. L. Pushkarchuk, V. A. Pushkarchuk, S. Kuten. Nonlinear Phenomena in Complex Systems, 14, N 4 (2011) 319—334A. Jarmola, Z. Bodrog, P. Kehayias, M. Markham, J. Hall, D. J. Twitchen, V. M. Acosta, A. Gali, D. Budker. Phys. Rev. B, 94 (2016) 094108A. Jarmola, Z. Bodrog, P. Kehayias, M. Markham, J. Hall, D. J. Twitchen, V. M. Acosta, A. Gali, D. Budker. Phys. Rev. B, 94 (2016) 094108A. J. Parker, H.-J. Wang, Y. Li, A. Pines, J. P. King. Decoherence-Protected Transitions of Nitrogen Vacancy Centers in 99% 13C-Enriched Diamond, arXiv:1506.05484 (2015)A. J. Parker, H.-J. Wang, Y. Li, A. Pines, J. P. King. Decoherence-Protected Transitions of Nitrogen Vacancy Centers in 99% 13C-Enriched Diamond, arXiv:1506.05484 (2015)T. Unden, N. Tomek, T. Weggler, F. Frank, P. London, J. Zopes, C. Degen, N. Raatz, J. Meijer, H. Watanabe, K. Itoh, M. Plenio, B. Naydenov, F. Jelezko. Quantum Inform., 39 (2018)T. Unden, N. Tomek, T. Weggler, F. Frank, P. London, J. Zopes, C. Degen, N. Raatz, J. Meijer, H. Watanabe, K. Itoh, M. Plenio, B. Naydenov, F. Jelezko. Quantum Inform., 39 (2018)А. Т. Салказанов, М. О. Смирнова, С. А. Тарелкин, А. С. Гусев, Т. Е. Дроздова, М. М. Калошин, Н. И. Каргин, Н. В. Корнилов, А. П. Низовцев. Журн. прикл. спектр., 89, № 6 (2022) 802—806A. T. Salkazanov, M. O. Smirnova, S. A. Tarelkin, A. S. Gusev, T. E. Drozdova, M. M. Kaloshin, N. I. Kargin, N. V. Kornilov, A. P. Nizovtsev. J. Appl. Spectrosc., 89, N 6 (2022) 1059—1063A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, V. A. Pushkarchuk, A. L. Pushkarchuk, S. A. Kuten. Opt. and Spectrosc., 108, N 2 (2010) 230—238A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, V. A. Pushkarchuk, A. L. Pushkarchuk, S. A. Kuten. Opt. and Spectrosc., 108, N 2 (2010) 230—238A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, P. Neumann, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Opt. and Spectrosc., 108, N 2 (2010) 239—246A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, P. Neumann, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Opt. and Spectrosc., 108, N 2 (2010) 239—246A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, A. L. Pushkarchuk, V. A. Pushkarchuk, S. A. Kuten, O. A. Zhikol, S. Schmitt, T. Unden, F. Jelezko. New J. Phys., 20 (2018) 023022A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, A. L. Pushkarchuk, V. A. Pushkarchuk, S. A. Kuten, O. A. Zhikol, S. Schmitt, T. Unden, F. Jelezko. New J. Phys., 20 (2018) 023022O. R. Rubinas, V. V. Soshenko, I. S. Cojocaru, S. V. Bolshedvorskii, P. G. Vilyuzhanina, E. A. Primak, S. M. Drofa, A. M. Kozodaev, V. G. Vins, V. N. Sorokin, A. N. Smolyaninov, A. V. Akimov. AVS Quantum Sci., 6 (2024) 024401O. R. Rubinas, V. V. Soshenko, I. S. Cojocaru, S. V. Bolshedvorskii, P. G. Vilyuzhanina, E. A. Primak, S. M. Drofa, A. M. Kozodaev, V. G. Vins, V. N. Sorokin, A. N. Smolyaninov, A. V. Akimov. AVS Quantum Sci., 6 (2024) 024401

The authors declare that there are no conflicts of interest present.