Использование сверхтонкой структуры спектра оптически детектируемого магнитного резонанса одиночного NV-дефекта в алмазе в квантовой сенсорике слабых магнитных полей

Изучена возможность использования для измерения магнитного поля NV-дефектов в алмазе при комнатной температуре на нанометровых масштабах. Для этих целей обычно применяют образцы с высокой концентрацией NV-центров, что повышает уровень сигнала, но препятствует измерению неоднородного поля в масштабах молекул или наноструктур. Измерены параметры слабого магнитного поля с учетом поля Земли посредством измерения сверхтонкой структуры спектра оптически детектируемого магнитного резонанса для калибровки и определения разрешения датчика магнитного поля на одиночном NV-дефекте.

1. M. W. Dale, G. W. Morley. arXiv preprint arXiv:1705.01994 (2017)

2. F. Shi, Q. Zhang, P. Wang, H. Sun, J. Wang, X. Rong, M. Chen, C. Ju, F. Reinhard, H. Chen, J. Wrachtrup, J. Wang, J. Du. Science, 347, N 6226 (2015) 1135—1138

3. H. Weinstock. SQUID Sensors: Fundamentals, Fabrication and Applications, Springer Dordrecht (2012) 179—235

4. J. Kitching, E. A. Donley. IEEE Sens. J., 11, N 9 (2011) 1749—1758

5. T. Tierney, N. Holmes, S. Mellor, J. D. López, G. Roberts, R. M. Hill, E. Boto, J. Leggett, V. Shah, M. J. Brookes, R. Bowtell, G. R. Barnes. NeuroImage, 199 (2019) 598—608

6. D. Drung, C. Abmann, J. Beyer, A. Kirste, M. Peters, F. Ruede, Th. Schurig. IEEE Transact. Appl. Supercond., 17, N 2 (2007) 699—704

7. Y. Kim, I. Savukov. Sci. Rep., 6, N 1 (2016) 24773

8. G. Balasubramanian, I. Y. Chan, R. Kolesov, M. Al-Hmoud, J. Tisler, C. Shin, C. Kim, A. Wojcik, P. R. Hemmer, A. Krueger, T. Hanke, A. Leitenstorfer, R. Bratschitsch, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Nature, 455, N 7213 (2008) 648—651

9. А. П. Низовцев, С. Я. Килин, F. Jelezko, I. Popa, A. Gruber, C. Tietz, J. Wrachtrup. Опт. и спектр., 94, № 6 (2003) 910—920

10. А. П. Низовцев, С. Я. Килин, F. Jelezko, T. Gaebal, I. Popa, A. Gruber, J. Wrachtrup. Опт. и спектр., 99, № 2 (2005) 248—260

11. J. Wrachtrup, F. Jelezko. J. Phys.: Cond. Matter, 18, N 21 (2006) 807

12. J. L. Webb, J. D. Clement, L. Troise, S. Ahmadi, G. J. Johansen, A. Huck, U. L. Andersen. Appl. Phys. Lett., 114, N 23 (2019) 231103

13. I. V. Fedotov, L. V. Doronina-Amitonova, D. A. Sidorov-Biryukov, A. B. Fedotov, K. V. Anokhin, S. Ya. Kilin, K. Sakoda, A. M. Zheltikov. Appl. Phys. Lett., 104 (2014) 083702

14. S. M. Blakley, I. V. Fedotov, S. Ya. Kilin, A. M. Zheltikov. Opt. Lett., 40, N 16 (2015) 3727—3730

15. S. M. Blakley, I. V. Fedotov, L. V. Amitonova, E. E. Serebryannikov, H. Perez, S. Ya. Kilin, A. M. Zheltikov. Opt. Lett., 41, N 9 (2016) 2057—2060

16. Н. С. Кукин, А. Р. Мурадова, А. К. Никитин, А. А. Бухтияров, П. А. Семенов, А. Н. Васильев, Н. И. Каргин, М. О. Смирнова, С. А. Терентьев, С. А. Тарелкин, Н. В. Корнилов. ЖЭТФ, 164, № 6 (2023) 1—10

17. J. H. N. Loubser, J. A. van Wyk. Rep. Progress Phys., 41, N 8 (1978) 1201—1248

18. L. Robledo, L. Childress, H. Bernien, B. Hensen, P. F. A. Alkemade, R. Hanson. Nature, 477, N 7366 (2011) 574—578