stringtranslate.com

Азотно-вакансионный центр

Упрощенная атомная структура NV-центра

Центр азотной вакансии ( центр NV или NV-центр ) является одним из многочисленных фотолюминесцентных точечных дефектов в алмазе . Его наиболее изученные и полезные свойства включают его спин-зависимую фотолюминесценцию (которая позволяет измерять состояние электронного спина с использованием оптически обнаруженного магнитного резонанса ) и его относительно длительную (миллисекундную) спиновую когерентность при комнатной температуре. [1] Уровни энергии центра NV изменяются под действием магнитных полей, [2] электрических полей , [3] температуры , [4] и деформации , [5], что позволяет ему служить датчиком различных физических явлений. Его атомный размер и спиновые свойства могут стать основой для полезных квантовых датчиков . [6] Он также был исследован для применения в квантовых вычислениях (например, для генерации запутанности [7] ), квантовом моделировании, [8] и спинтронике . [9]

Структура

Нижние изображения представляют собой пространственные карты фотолюминесценции (ФЛ) до и после подачи напряжения +20 В на плоский диод Шоттки . Верхнее изображение описывает эксперимент. Карты ФЛ показывают преобразование отдельных центров NV 0 в центры NV − , которые выглядят как яркие точки. [10]

Центр азот-вакансия представляет собой точечный дефект в решетке алмаза . Он состоит из пары ближайших соседей: атома азота, замещающего атом углерода, и вакансии решетки .

Два зарядовых состояния этого дефекта, нейтральное NV 0 и отрицательное NV − , известны из спектроскопических исследований с использованием оптического поглощения , [11] [12] фотолюминесценции (PL), [13] электронного парамагнитного резонанса (EPR) [14] [15] [16] и оптически детектируемого магнитного резонанса (ODMR), [17], которые можно рассматривать как гибрид PL и EPR; большинство деталей структуры происходят из EPR. Атом азота, с одной стороны, имеет пять валентных электронов. Три из них ковалентно связаны с атомами углерода, в то время как два других остаются несвязанными и называются неподеленной парой . Вакансия, с другой стороны, имеет три неспаренных электрона. Два из них образуют квазиковалентную связь, а один остается неспаренным. Общая симметрия, однако, является аксиальной (тригональной C 3V ); можно визуализировать это, представив себе три неспаренных электрона вакансии, непрерывно меняющихся своими ролями.

Таким образом, NV 0 имеет один неспаренный электрон и является парамагнитным. Однако, несмотря на значительные усилия, сигналы электронного парамагнитного резонанса от NV 0 избегали обнаружения в течение десятилетий до 2008 года. Оптическое возбуждение требуется для перевода дефекта NV 0 в ЭПР-обнаруживаемое возбужденное состояние; сигналы из основного состояния, по-видимому, слишком широки для ЭПР-обнаружения. [18]

Центры NV 0 могут быть преобразованы в NV − путем изменения положения уровня Ферми . Это может быть достигнуто путем приложения внешнего напряжения к pn-переходу, выполненному из легированного алмаза, например, в диоде Шоттки . [10]

В отрицательном зарядовом состоянии NV − дополнительный электрон находится на месте вакансии, образуя пару спина S=1 с одним из электронов вакансии. Как и в NV 0 , электроны вакансии «меняются ролями», сохраняя общую тригональную симметрию. Это состояние NV − обычно и несколько неправильно называют «центром азота-вакансии». Нейтральное состояние обычно не используется в квантовой технологии.

Центры NV ориентированы случайным образом в кристалле алмаза. Методы ионной имплантации позволяют создавать их искусственно в заданных положениях. [19]

Производство

Центры азотных вакансий обычно производятся из одиночных замещающих азотных центров (называемых центрами C или P1 в литературе по алмазам) путем облучения с последующим отжигом при температурах выше 700 °C. [11] Для такого облучения подходит широкий спектр высокоэнергетических частиц, включая электроны, протоны, нейтроны, ионы и гамма-фотоны. Облучение создает вакансии решетки, которые являются частью NV-центров. Эти вакансии неподвижны при комнатной температуре, и для их перемещения требуется отжиг. Одиночный замещающий азот создает напряжение в решетке алмаза; [20] поэтому он эффективно захватывает движущиеся вакансии, [21] создавая NV-центры.

Производство центров азот-вакансия в алмазе может потребовать нескольких этапов. Во-первых, азот должен быть введен в решетку алмаза, что может быть достигнуто с помощью ионной имплантации или дельта-легирования CVD. Во-вторых, должны быть введены вакансии, что может быть достигнуто с помощью лазерного облучения, ионной имплантации или электронного облучения. В качестве альтернативы, во время этапа введения азота вакансии также могут быть введены. Наконец, этап высокотемпературного отжига может способствовать формированию NV. [22]

Во время химического осаждения из паровой фазы алмаза небольшая доля единичной замещающей примеси азота (обычно <0,5%) захватывает вакансии, образующиеся в результате плазменного синтеза. Такие центры азотных вакансий преимущественно выровнены по направлению роста. [23] [24] Дельта-легирование азота во время CVD-роста может использоваться для создания двумерных ансамблей NV-центров вблизи поверхности алмаза для улучшенного зондирования [25] или моделирования. [26]

Алмаз печально известен тем, что имеет относительно большую деформацию решетки. Деформация расщепляет и сдвигает оптические переходы из отдельных центров, что приводит к появлению широких линий в ансамблях центров. [11] [27] Особое внимание уделяется получению чрезвычайно резких линий NV (ширина линии ~10 МГц) [28], необходимых для большинства экспериментов: выбираются высококачественные, чистые природные или более качественные синтетические алмазы (тип IIa). Многие из них уже имеют достаточную концентрацию выращенных NV-центров и подходят для приложений. Если нет, их облучают высокоэнергетическими частицами и отжигают. Выбор определенной дозы облучения позволяет настроить концентрацию полученных NV-центров таким образом, чтобы отдельные NV-центры были разделены расстояниями порядка микрометра. Затем отдельные NV-центры можно изучать с помощью стандартных оптических микроскопов или, что лучше, сканирующих оптических микроскопов ближнего поля с субмикрометровым разрешением. [17] [29]

Схематическая структура энергетических уровней центра NV. Электронные переходы между основным 3 A и возбужденным 3 E состояниями, разделенными 1,945 эВ (637 нм), вызывают поглощение и люминесценцию. Состояние 3 A расщепляется на 2,87 ГГц [30] [31] , а состояние 3 E на 1,42 ГГц. [32] Числа 0, ±1 указывают на спиновое квантовое число m s ; расщепление из-за орбитального вырождения не показано.

Структура энергетического уровня

NV-центр имеет триплет основного состояния ( 3 A) , триплет возбужденного состояния ( 3 E) и два синглета промежуточного состояния ( 1 A и 1 E) . [примечание 1] [33] [34] Оба 3 A и 3 E содержат спиновые состояния m s = ±1, в которых два электронных спина выровнены (либо вверх, так что m s = +1, либо вниз, так что m s = -1), и спиновое состояние m s = 0, в котором электронные спины антипараллельны. Из-за магнитного взаимодействия энергия состояний m s = ±1 выше, чем у состояния m s = 0. 1 A и 1 E содержат только синглет спинового состояния, каждый с m s = 0.

Если внешнее магнитное поле приложено вдоль оси дефекта (оси, которая совпадает с атомом азота и вакансией) NV-центра, оно не влияет на состояния m s = 0, но расщепляет уровни m s = ±1 ( эффект Зеемана ). Аналогичным образом на диаграмму энергетических уровней влияют следующие другие свойства среды (подробнее обсуждается в разделе #Влияние внешних полей) :

  1. Амплитуда и ориентация статического магнитного поля расщепляет уровни m s = ±1 в основном и возбужденном состояниях.
  2. Амплитуда и ориентация упругих (деформационных) или электрических полей [35] [36] оказывают гораздо меньшие, но и более сложные эффекты на разных уровнях.
  3. Непрерывное микроволновое излучение (применяемое в резонансе с переходом между состояниями m s = 0 и (одним из) m s = ±1) изменяет заселенность подуровней в основном и возбужденном состоянии. [36]
  4. Перестраиваемый лазер может избирательно возбуждать определенные подуровни основного и возбужденного состояний. [36] [37]
  5. Окружающие спины и спин-орбитальное взаимодействие будут модулировать магнитное поле, испытываемое NV-центром.
  6. Температура и давление влияют на различные части спектра, включая сдвиг между основным и возбужденным состояниями.

Описанная выше энергетическая структура [примечание 2] ни в коем случае не является исключительной для дефекта в алмазе или другом полупроводнике. [38] Не только эта структура, но и сочетание нескольких благоприятных факторов (предыдущие знания, простота производства, биосовместимость, простая инициализация, использование при комнатной температуре и т. д.) предполагали использование NV-центра в качестве кубита и квантового датчика .

Оптические свойства

Оптическое поглощение и излучение NV − центра при комнатной температуре.

NV-центры излучают яркий красный свет ( переходы 3 E→ 3 A), если они возбуждены внерезонансно видимым зеленым светом ( переходы 3 A → 3 E). Это можно сделать с помощью удобных источников света, таких как аргоновые или криптоновые лазеры , лазеры Nd:YAG с удвоенной частотой , лазеры на красителях или гелий-неоновые лазеры . Возбуждение также может быть достигнуто при энергиях ниже энергии нулевой фононной эмиссии . [39]

Поскольку время релаксации из возбужденного состояния мало (~10 нс ), [40] [41] излучение происходит практически мгновенно после возбуждения. При комнатной температуре оптический спектр NV-центра не демонстрирует острых пиков из-за термического уширения. Однако охлаждение NV-центров жидким азотом или жидким гелием резко сужает линии до ширины в несколько МГц. При низкой температуре также становится возможным специально адресовать линию нулевого фонона (ZPL).

Важным свойством люминесценции отдельных NV-центров является ее высокая временная стабильность. В то время как многие одномолекулярные излучатели обесцвечиваются (т.е. меняют свое зарядовое состояние и становятся темными) после испускания 10 6 –10 8 фотонов, обесцвечивание маловероятно для NV-центров при комнатной температуре. [42] [29] Однако сильное лазерное освещение может также преобразовать некоторые NV − в NV 0- центры. [13]

Благодаря этим свойствам идеальным методом исследования NV-центров является конфокальная микроскопия , как при комнатной температуре, так и при низкой температуре.

Государственная манипуляция

Динамика спина в центре NV в алмазе. Первичный переход между триплетами основного и возбужденного состояний является сохраняющим спин. Распад через промежуточные синглеты приводит к поляризации спина путем преобразования спина из m s = ±1 в m s = 0. Указаны длины волн как поглощения, так и испускания, [43], поскольку они различаются из-за сдвига Стокса . [44] [45] Кроме того, указан эффект статического магнитного поля B 0 вдоль оси дефекта и результирующий сдвиг Зеемана . Здесь γ nv относится к гиромагнитному отношению центра NV. Во многих приложениях два уровня основного состояния затем используются в качестве кубита. [46] Переходы в этой эффективной двухуровневой системе могут быть вызваны с помощью микроволнового поля. 3E-1A и 1E-3A являются безызлучательными переходами.

Оптическая спиновая манипуляция

Оптические переходы должны сохранять полный спин и происходить только между уровнями с одинаковым полным спином. В частности, переходы между основным и возбужденным состояниями (с одинаковым спином) могут быть вызваны с помощью зеленого лазера с длиной волны 546 нм. Переходы 3 E→ 1 A и 1 E→ 3 A являются безызлучательными, в то время как 1 A → 1 E имеет как безызлучательный, так и инфракрасный путь распада.

На диаграмме справа показаны многоэлектронные состояния NV-центра, помеченные в соответствии с их симметрией (E или A) и их спиновым состоянием (3 для триплета (S=1) и 1 для синглета (S=0)). Существует два триплетных состояния и два промежуточных синглетных состояния. [47]

Инициализация спинового состояния

Важным свойством безызлучательного перехода между 3 E и 1 A является то, что он сильнее при m s = ±1 и слабее при m s = 0. Это дает основу очень полезной стратегии манипуляции, которая называется инициализацией спинового состояния (или оптической спиновой поляризацией). Чтобы понять процесс, сначала рассмотрим нерезонансное возбуждение, которое имеет более высокую частоту (обычно 2,32 эВ (532 нм)), чем частоты всех переходов, и, таким образом, лежит в вибронных полосах для всех переходов. Используя импульс с этой длиной волны, можно возбудить все спиновые состояния от 3 A до 3 E. NV-центр в основном состоянии с m s = 0 будет возбужден в соответствующее возбужденное состояние с m s = 0 из-за сохранения спина. После этого он распадается обратно в свое исходное состояние. Для основного состояния с m s = ±1 ситуация иная. После возбуждения он имеет относительно высокую вероятность распада в промежуточное состояние 1 A посредством безызлучательного перехода [примечание 3] [48] и далее в основное состояние с m s = 0. После многих циклов состояние NV-центра (независимо от того, начиналось ли оно в m s = 0 или m s = ±1) окажется в основном состоянии m s = 0. Этот процесс можно использовать для инициализации квантового состояния кубита для квантовой обработки информации или квантового зондирования.

Иногда поляризуемость NV-центра объясняется утверждением, что переход из 1 E в основное состояние с m s = ±1 мал по сравнению с переходом в m s = 0. Однако было показано, что сравнительно низкая вероятность распада для состояний m s = 0 относительно состояний m s = ±1 в 1 A достаточна для объяснения поляризации. [49]

Воздействие внешних полей

Микроволновая спиновая манипуляция

Разница энергий между состояниями m s  = 0 и m s  = ±1 соответствует микроволновому режиму. Население может быть перемещено между состояниями путем применения резонансного магнитного поля, перпендикулярного оси дефекта. Многочисленные динамические эффекты ( спиновое эхо , осцилляции Раби и т. д.) могут быть использованы путем применения тщательно разработанной последовательности микроволновых импульсов. [50] [51] [52] [53] [54] Такие протоколы довольно важны для практической реализации квантовых компьютеров . Манипулируя населением, можно сместить NV-центр в более чувствительное или стабильное состояние. [55] [56] Его собственные результирующие флуктуирующие поля также могут быть использованы для воздействия на окружающие ядра [57] или защиты самого NV-центра от шума. [58] Обычно это делается с помощью проволочной петли (микроволновой антенны), которая создает осциллирующее магнитное поле. [59]

Влияние внешних факторов

Если магнитное поле ориентировано вдоль оси дефекта, это приводит к расщеплению Зеемана, разделяющему состояния m s = +1 и m s = -1. Этот метод используется для снятия вырождения и использования только двух спиновых состояний (обычно основных состояний с m s = -1 и m s = 0) в качестве кубита. Затем популяция может быть передана между ними с помощью микроволнового поля. В конкретном случае, когда магнитное поле достигает 1027 Гс (или 508 Гс), то состояния m s  = –1 и m s  = 0 в основном (или возбужденном) состоянии становятся равными по энергии (Ground/Excited State Level Anticrossing). Следующее сильное взаимодействие приводит к так называемой спиновой поляризации , которая сильно влияет на интенсивность оптического поглощения и люминесцентных переходов, включающих эти состояния. [32]

Важно, что это расщепление может быть модулировано путем приложения внешнего электрического поля , [35] [36] аналогично механизму магнитного поля, описанному выше, хотя физика расщепления несколько сложнее. Тем не менее, важным практическим результатом является то, что интенсивность и положение линий люминесценции модулируются. Деформация оказывает на NV-центр такое же воздействие, как и электрические поля. [60]

Существует дополнительное расщепление уровней энергии m s  = ±1, которое возникает из-за сверхтонкого взаимодействия между окружающими ядерными спинами и NV-центром. Эти ядерные спины создают собственные магнитные и электрические поля, что приводит к дальнейшим искажениям спектра NV (см. ядерное зеемановское и квадрупольное взаимодействие). Кроме того, собственное спин-орбитальное взаимодействие и орбитальное вырождение NV-центра приводит к дополнительному расщеплению уровней в возбужденном состоянии 3 E.

Температура и давление напрямую влияют на нулевое поле NV-центра, что приводит к сдвигу между уровнями основного и возбужденного состояний.

Гамильтониан — квантово-механическое уравнение, описывающее динамику системы, которое показывает влияние различных факторов на NV-центр, можно найти ниже.

Хотя это может быть сложно, все эти эффекты поддаются измерению, что делает NV-центр идеальным кандидатом для квантового датчика. [56]

Манипуляция состоянием заряда

Также возможно переключать зарядовое состояние центра NV (т.е. между NV − , NV + и NV 0 ) путем приложения напряжения затвора. [61]

Приложения

Сканирующая термическая микроскопия с использованием NV-центра.
(a) Схемы экспериментальной установки. Электрический ток подается на плечи кантилевера АСМ ( легированный фосфором Si, P:Si) и нагревает конечную секцию над наконечником ( собственный Si, i -Si). Нижняя линза возбуждает алмазный нанокристалл зеленым лазерным светом и собирает фотолюминесценцию (ФЛ). Кристалл содержит NV-центр и прикреплен к наконечнику АСМ. Проволока на поверхности образца служит источником микроволн (мВт). Температура кантилевера T h определяется по приложенному току и напряжению. (b) Спектры ODMR NV-центра при трех температурах. Расщепление линий происходит из-за приложенного магнитного поля ~1 мТл. (c) Изображение теплопроводности золотой буквы E на сапфире . Белые кружки обозначают особенности, которые не коррелируют с топографией АСМ. (d) Изображение ФЛ конца и кончика кантилевера АСМ, где алмазный нанокристалл выглядит как яркое пятно. (e) Увеличенное изображение ФЛ центра NV в d. [62]

Спектральная форма и интенсивность оптических сигналов от NV − -центров чувствительны к внешним возмущениям, таким как температура, деформация, электрическое и магнитное поле. Однако использование спектральной формы для обнаружения этих возмущений нецелесообразно, поскольку алмаз должен быть охлажден до криогенных температур, чтобы обострить NV − -сигналы. Более реалистичный подход заключается в использовании интенсивности люминесценции (а не формы линии), которая демонстрирует острый резонанс, когда к алмазу применяется микроволновая частота, соответствующая расщеплению уровней основного состояния. Получающиеся оптически обнаруженные сигналы магнитного резонанса являются острыми даже при комнатной температуре и могут использоваться в миниатюрных датчиках. Такие датчики могут обнаруживать магнитные поля в несколько нанотесла [63] или электрические поля около 10 В/см [64] на частотах килогерц после 100 секунд усреднения. Такая чувствительность позволяет обнаруживать магнитное или электрическое поле, создаваемое одним электроном, находящимся в десятках нанометров от NV − -центра.

Используя тот же механизм, NV − центры были использованы в сканирующей тепловой микроскопии для измерения пространственных карт высокого разрешения температуры и теплопроводности (см. изображение). [62]

Поскольку NV-центр чувствителен к магнитным полям, он активно используется в сканирующих зондовых измерениях для изучения множества явлений конденсированного вещества как путем измерения пространственно изменяющегося магнитного поля, так и путем выведения локальных токов в устройстве. [65] [66] [67] [68] [69]

Другое возможное применение NV − - центров - в качестве детектора для измерения полного тензора механических напряжений в объеме кристалла. Для этого приложения используется вызванное напряжением расщепление нулевой фононной линии и ее поляризационные свойства. [70] Надежный частотно-модулированный радиоприемник, использующий фотолюминесценцию, зависящую от спина электронов, который работал до 350 °C, демонстрирует возможность использования в экстремальных условиях. [71]

В дополнение к квантово-оптическим приложениям, люминесценция от NV − центров может применяться для визуализации биологических процессов, таких как течение жидкости в живых клетках. [72] [73] Это приложение основано на хорошей совместимости алмазных наночастиц с живыми клетками и на благоприятных свойствах фотолюминесценции от NV − центров (высокая интенсивность, легкое возбуждение и обнаружение, временная стабильность и т. д.). По сравнению с крупными монокристаллическими алмазами, наноалмазы дешевы (около 1 доллара США за грамм) и доступны у различных поставщиков. NV − центры производятся в алмазных порошках с субмикрометровым размером частиц с использованием стандартного процесса облучения и отжига, описанного выше. Благодаря относительно небольшому размеру наноалмаза, NV центры могут быть получены путем облучения наноалмаза размером 100 нм или менее пучком H+ средней энергии. Этот метод снижает требуемую ионную дозу и реакцию, что позволяет массово производить флуоресцентные наноалмазы в обычной лаборатории. [74] Флуоресцентный наноалмаз, полученный таким методом, яркий и фотостабильный, что делает его превосходным для долгосрочного трехмерного отслеживания одиночной частицы в живой клетке. [75] Эти наноалмазы вводятся в клетку, и их люминесценция отслеживается с помощью стандартного флуоресцентного микроскопа . [76]

Было продемонстрировано стимулированное излучение из NV − центра, хотя оно могло быть достигнуто только из фононной боковой полосы (т.е. широкополосного света), а не из ZPL. Для этой цели центр должен быть возбужден на длине волны больше ~650 нм, поскольку возбуждение с более высокой энергией ионизирует центр. [77]

Был продемонстрирован первый мазер непрерывного действия, работающий при комнатной температуре. [78] [79] Он использовал накачиваемые 532 нм NV − центры, удерживаемые в микроволновом резонаторе с высоким фактором Перселла и внешнем магнитном поле 4300 Гс. Непрерывные колебания мазера генерировали когерентный сигнал на частоте ~9,2 ГГц.

NV-центр может иметь очень долгое время спиновой когерентности , приближаясь ко второму режиму. [80] Это выгодно для приложений в квантовом зондировании [81] и квантовой коммуникации . [82] Недостатком для этих приложений является долгое время жизни излучения (~12 нс [83] [84] ) NV-центра и сильная фононная боковая полоса в его спектре излучения. Обе проблемы можно решить, поместив NV-центр в оптический резонатор . [85]

Исторические заметки

Микроскопическая модель и большинство оптических свойств ансамблей NV − центров были прочно установлены в 1970-х годах на основе оптических измерений в сочетании с одноосным напряжением [11] и на электронном парамагнитном резонансе. [14] [15] Однако небольшая ошибка в результатах ЭПР (предполагалось, что для наблюдения сигналов NV − ЭПР требуется освещение) привела к неверным назначениям множественности в структуре энергетических уровней. В 1991 году было показано, что ЭПР можно наблюдать без освещения, [16] что установило схему энергетических уровней, показанную выше. Магнитное расщепление в возбужденном состоянии было измерено только недавно. [32]

Характеристика одиночных NV − центров стала в настоящее время очень конкурентной областью, с десятками статей, опубликованных в самых престижных научных журналах. Один из первых результатов был опубликован еще в 1997 году. [17] В этой статье было показано, что флуоресценция одиночных NV − центров может быть обнаружена с помощью флуоресцентной микроскопии при комнатной температуре и что дефект показывает идеальную фотостабильность. Также было продемонстрировано одно из выдающихся свойств NV центра, а именно оптически обнаруженный магнитный резонанс при комнатной температуре.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Результаты теории групп используются для учета симметрии кристалла алмаза, а значит, и симметрии самого NV. Далее уровни энергии маркируются в соответствии с теорией групп и, в частности, маркируются после неприводимых представлений группы симметрии C 3V дефектного центра, A 1 , A 2 и E. «3» в 3 A 2 и 3 E, а также «1» в 1 A 1 и 1 E представляют собой число допустимых состояний спина m s или спиновую множественность, которая варьируется от – S до S для всего 2 S +1 возможных состояний. Если S  = ​​1, m s может быть −1, 0 или 1.
  2. ^ Структура энергетического уровня NV-центра была установлена ​​путем объединения оптически обнаруженного магнитного резонанса (ODMR), электронного парамагнитного резонанса (EPR) и теоретических результатов, как показано на рисунке. В частности, было выполнено несколько теоретических работ с использованием подхода линейной комбинации атомных орбиталей (LCAO) [ требуется ссылка ] для построения электронных орбиталей для описания возможных квантовых состояний, рассматривая NV-центр как молекулу.
  3. ^ Это явление называется интеркомбинационной конверсией (ISC). Оно происходит с заметной скоростью, поскольку кривая энергии в зависимости от положения атомов для возбужденного состояния m s = ±1 пересекает кривую для состояния 1 A. Поэтому в течение некоторого момента вибрационной релаксации, которую испытывают ионы после возбуждения, возможно, что спин перевернется с небольшой или нулевой затратой энергии на переход.

Ссылки

  1. ^ Hanson, R.; Gywat, O.; Awschalom, DD (2006-10-26). "Манипуляция при комнатной температуре и декогеренция одиночного спина в алмазе". Physical Review B. 74 ( 16): 161203. arXiv : quant-ph/0608233 . Bibcode : 2006PhRvB..74p1203H. doi : 10.1103/PhysRevB.74.161203. S2CID  5055366.
  2. ^ Мейз, младший; Стэнвикс, Польша; Ходжес, Дж. С.; Хонг, С.; Тейлор, Дж. М.; Каппелларо, П.; Цзян, Л.; Датт, М.В. Гурудев; Тоган, Э.; Зибров А.С.; Якоби, А.; Уолсворт, Род-Айленд; Лукин, доктор медицинских наук (октябрь 2008 г.). «Наномасштабное магнитное зондирование с индивидуальным электронным спином в алмазе». Природа . 455 (7213): 644–647. Бибкод : 2008Natur.455..644M. дои : 10.1038/nature07279. ISSN  1476-4687. ПМИД  18833275.
  3. ^ Dolde, F.; Fedder, H.; Doherty, MW; Nöbauer, T.; Rempp, F.; Balasubramanian, G.; Wolf, T.; Reinhard, F.; Hollenberg, LCL; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. (июнь 2011 г.). «Определение электрического поля с использованием одиночных алмазных спинов». Nature Physics . 7 (6): 459–463. arXiv : 1103.3432 . Bibcode :2011NatPh...7..459D. doi : 10.1038/nphys1969 . hdl : 11858/00-001M-0000-0027-768E-1 . ISSN  1745-2481. S2CID  119287960.
  4. ^ Kucsko, G.; Maurer, PC; Yao, NY; Kubo, M.; Noh, HJ; Lo, PK; Park, H.; Lukin, MD (август 2013 г.). «Термометрия в нанометровом масштабе в живой клетке». Nature . 500 (7460): 54–58. arXiv : 1304.1068 . Bibcode :2013Natur.500...54K. doi :10.1038/nature12373. ISSN  1476-4687. PMC 4221854 . PMID  23903748. 
  5. ^ Maze, JR; Gali, A; Togan, E; Chu, Y; Trifonov, A; Kaxiras, E; Lukin, MD (28.02.2011). "Свойства центров азотных вакансий в алмазе: групповой теоретико-подход". New Journal of Physics . 13 (2): 025025. arXiv : 1010.1338 . Bibcode :2011NJPh...13b5025M. doi :10.1088/1367-2630/13/2/025025. ISSN  1367-2630. S2CID  16820460.
  6. ^ Деген, CL; Рейнхард, Ф.; Каппелларо, П. (2017-07-25). «Квантовое зондирование». Reviews of Modern Physics . 89 (3): 035002. arXiv : 1611.02427 . Bibcode : 2017RvMP...89c5002D. doi : 10.1103/RevModPhys.89.035002 . hdl : 1721.1/124553 . S2CID  2555443.
  7. ^ Берниен, Х.; Хенсен, Б.; Пфафф, В.; Коолстра, Г.; Блок, М.С.; Робледо, Л.; Тамино, Т.Х.; Маркхэм, М.; Твитчен, Д.Дж.; Чайлдресс, Л.; Хансон, Р. (май 2013 г.). «Предварительная запутанность между твердотельными кубитами, разделенными тремя метрами». Nature . 497 (7447): 86–90. arXiv : 1212.6136 . Bibcode :2013Natur.497...86B. doi :10.1038/nature12016. ISSN  1476-4687. PMID  23615617. S2CID  4383784.
  8. ^ Чой, Сунвон; Чхве, Джунхи; Ландиг, Рената; Куско, Георг; Чжоу, Хэнъюнь; Исоя, Дзюнъити; Железко, Федор; Онода, Синобу; Сумия, Хитоши; Кхемани, Ведика; фон Кейзерлингк, Курт; Яо, Норман Ю.; Демлер, Юджин; Лукин, Михаил Дмитриевич (март 2017 г.). «Наблюдение дискретного кристаллического времени порядка в неупорядоченной диполярной системе многих тел». Природа . 543 (7644): 221–225. arXiv : 1610.08057 . Бибкод : 2017Natur.543..221C. дои : 10.1038/nature21426. ISSN  1476-4687. PMC 5349499. PMID  28277511 . 
  9. ^ Авшалом, Дэвид Д.; Бассетт, Ли К.; Дзурак, Эндрю С.; Ху, Эвелин Л.; Петта, Джейсон Р. (2013-03-08). «Квантовая спинтроника: проектирование и управление атомоподобными спинами в полупроводниках». Science . 339 (6124): 1174–1179. Bibcode :2013Sci...339.1174A. doi :10.1126/science.1231364. ISSN  0036-8075. PMID  23471400. S2CID  206545890.
  10. ^ ab Schreyvogel, C.; Polyakov, V.; Wunderlich, R.; Meijer, J.; Nebel, CE (2015). "Активный контроль состояния заряда одиночных NV-центров в алмазе с помощью плоскостных переходов Al-Schottky". Scientific Reports . 5 : 12160. Bibcode :2015NatSR...512160S. doi :10.1038/srep12160. PMC 4503995 . PMID  26177799. 
  11. ^ abcd Дэвис, Г.; Хамер, М.Ф. (1976). "Оптические исследования вибронной полосы 1,945 эВ в алмазе". Труды Лондонского королевского общества A. 348 ( 1653): 285. Bibcode : 1976RSPSA.348..285D. doi : 10.1098/rspa.1976.0039. S2CID  93303167.
  12. ^ Мита, Y. (1996). «Изменение спектров поглощения в алмазе типа Ib при облучении тяжелыми нейтронами». Physical Review B. 53 ( 17): 11360–11364. Bibcode : 1996PhRvB..5311360M. doi : 10.1103/PhysRevB.53.11360. PMID  9982752.
  13. ^ ab Якубовский, К.; Адриансенс, ГДж; Несладек, М. (2000). "Фотохромизм вакансионно-связанных центров в алмазе" (PDF) . Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (2): 189. Bibcode :2000JPCM...12..189I. doi :10.1088/0953-8984/12/2/308. S2CID  250820432. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2013-03-04 .
  14. ^ ab Loubser, JHN; van Wyk, JA (1977). «Электронный спиновый резонанс в отожженном алмазе типа 1b». Diamond Research . 11 : 4–7. ISSN  0070-4679.
  15. ^ ab Loubser, JHN; van Wyk, JA (1978). "Электронный спиновый резонанс в изучении алмаза". Reports on Progress in Physics . 41 (8): 1201. Bibcode :1978RPPh...41.1201L. doi :10.1088/0034-4885/41/8/002. S2CID  250898303.
  16. ^ ab Redman, D.; Brown, S.; Sands, R.; Rand, S. (1991). «Спиновая динамика и электронные состояния NV-центров в алмазе с помощью ЭПР и спектроскопии четырехволнового смешения». Physical Review Letters . 67 (24): 3420–3423. Bibcode :1991PhRvL..67.3420R. doi :10.1103/PhysRevLett.67.3420. PMID  10044729.
  17. ^ abc Gruber, A.; et al. (1997). "Сканирующая конфокальная оптическая микроскопия и магнитный резонанс на одиночных дефектных центрах" (PDF) . Science . 276 (5321): 2012–2014. doi :10.1126/science.276.5321.2012. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-03-16 . Получено 2017-03-16 .
  18. ^ Фелтон, С.; и др. (2008). «Исследования электронного парамагнитного резонанса нейтральной вакансии азота в алмазе». Physical Review B. 77 ( 8): 081201. Bibcode : 2008PhRvB..77h1201F. doi : 10.1103/PhysRevB.77.081201. S2CID  122354274.
  19. ^ Авшалом, ДД; Эпштейн, Р.; Хансон, Р. (2007). «Алмазный век спинтроники». Scientific American . 297 (4): 84–91. Bibcode : 2007SciAm.297d..84A. doi : 10.1038/scientificamerican1007-84. PMID  17926759.
  20. ^ Lang, AR; et al. (1991). «О расширении синтетического алмаза типа Ib замещающей примесью азота». Philosophical Transactions of the Royal Society A. 337 ( 1648): 497–520. Bibcode :1991RSPTA.337..497L. doi :10.1098/rsta.1991.0135. S2CID  54190787.
  21. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г. Дж. (2001). «Захват вакансий дефектами в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (26): 6015. Bibcode :2001JPCM...13.6015I. doi :10.1088/0953-8984/13/26/316. S2CID  250804678.
  22. ^ Смит, Джейсон М.; Мейнелл, Саймон А.; Джейич, Аня К. Блешински; Мейер, Ян (2019-11-01). «Генерация центров окраски в алмазе для квантовых технологий». Нанофотоника . 8 (11): 1889–1906. Bibcode : 2019Nanop...8..196S. doi : 10.1515/nanoph-2019-0196 . ISSN  2192-8614. S2CID  207968005.
  23. ^ Эдмондс, А.; д'Хаененс-Йоханссон, У.; Круддес, Р.; Ньютон, М.; Фу, К. -М.; Сантори, К.; Босолей, Р.; Твитчен, Д.; Маркхэм, М. (2012). "Производство ориентированных азотно-вакансионных цветовых центров в синтетическом алмазе". Physical Review B. 86 ( 3): 035201. arXiv : 1112.5757 . Bibcode : 2012PhRvB..86c5201E. doi : 10.1103/PhysRevB.86.035201. S2CID  118609894.
  24. ^ Pham, LM; Bar-Gill, N.; Le Sage, D.; Belthangady, C.; Stacey, A.; Markham, M.; Twitchen, DJ; Lukin, MD; Walsworth, RL (2012-09-06). "Улучшенная метрология с использованием предпочтительной ориентации центров азотных вакансий в алмазе". Physical Review B. 86 ( 12): 121202. arXiv : 1207.3363 . Bibcode : 2012PhRvB..86l1202P. doi : 10.1103/PhysRevB.86.121202. S2CID  3283919.
  25. ^ Хьюз, Лиллиан Б.; Чжан, Жиран; Цзинь, Чанг; Мейнелл, Саймон А.; Йе, Бинтянь; У, Вэйцзе; Ван, Цзылин; Дэвис, Эмили Дж.; Мейтс, Томас Э.; Яо, Норман Ю.; Мукерджи, Кунал; Блежински Джайич, Аня К. (2023-02-01). "Двумерные спиновые системы в алмазе, выращенном методом PECVD, с настраиваемой плотностью и большой когерентностью для улучшенного квантового зондирования и моделирования". Материалы APL . 11 (2): 021101. arXiv : 2211.02282 . Bibcode : 2023APLM...11b1101H. doi : 10.1063/5.0133501. ISSN  2166-532X. S2CID  253370730.
  26. ^ Дэвис, Э.Дж.; Йе, Б.; Мачадо, Ф.; Мейнелл, ЮАР; Ву, В.; Миттига, Т.; Шенкен, В.; Йоос, М.; Кобрин, Б.; Лю, Ю.; Ван, З.; Блювштейн, Д.; Чой, С.; Зу, К.; Джайич, А. К. Блешински (июнь 2023 г.). «Исследование динамики многих тел в двумерном диполярном спиновом ансамбле». Физика природы . 19 (6): 836–844. Бибкод : 2023NatPh..19..836D. дои : 10.1038/s41567-023-01944-5. ISSN  1745-2481. ПМЦ 10264245 . ПМИД  37323805. 
  27. ^ Квантовая обработка информации с помощью Diamond. Elsevier. 2014. doi :10.1016/c2013-0-16329-5. ISBN 978-0-85709-656-2. S2CID  119422670.
  28. ^ Tamarat, Ph.; et al. (2006). "Управление сдвигом Штарка одиночных оптических центров в алмазе". Physical Review Letters . 97 (8): 083002. arXiv : quant-ph/0607170 . Bibcode : 2006PhRvL..97h3002T. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.083002. PMID  17026299. S2CID  33870769.
  29. ^ ab Kuhn, S.; et al. (2001). «Центры окраски алмаза как наноскопический источник света для сканирующей оптической микроскопии ближнего поля». Журнал микроскопии . 202 (1): 2–6. doi :10.1046/j.1365-2818.2001.00829.x. PMID  11298860. S2CID  26077916.
  30. ^ Loubser, JHN; van Wyk, JA (1977). «Электронный спиновый резонанс в отожженном алмазе типа 1b». Diamond Research . 11 : 4–7. ISSN  0070-4679.
  31. ^ Loubser, JHN; van Wyk, JA (1978). "Электронный спиновый резонанс в изучении алмаза". Reports on Progress in Physics . 41 (8): 1201. Bibcode : 1978RPPh...41.1201L. doi : 10.1088/0034-4885/41/8/002. S2CID  250898303.
  32. ^ abc Fuchs, GD; et al. (2008). "Спектроскопия возбужденного состояния с использованием манипуляции одиночным спином в алмазе". Physical Review Letters . 101 (1): 117601. arXiv : 0806.1939 . Bibcode :2008PhRvL.101k7601F. doi :10.1103/PhysRevLett.101.117601. PMID  18851332. S2CID  24822943.
  33. ^ Manson, NB; Harrison, JP; Sellars, MJ (2006-09-21). "Центр азотной вакансии в алмазе: модель электронной структуры и сопутствующая динамика". Physical Review B. 74 ( 10): 104303. arXiv : cond-mat/0601360 . Bibcode : 2006PhRvB..74j4303M. doi : 10.1103/PhysRevB.74.104303.
  34. ^ Гали, Адам (01.11.2019). «Ab initio теория азотно-вакансионного центра в алмазе». Нанофотоника . 8 (11): 1907–1943. arXiv : 1906.00047 . Бибкод : 2019Nanop...8..154G. doi : 10.1515/nanoph-2019-0154. S2CID  202236167.
  35. ^ ab Tamarat, Ph.; et al. (2006). "Управление сдвигом Штарка одиночных оптических центров в алмазе". Physical Review Letters . 97 (8): 083002. arXiv : quant-ph/0607170 . Bibcode : 2006PhRvL..97h3002T. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.083002. PMID  17026299. S2CID  33870769.
  36. ^ abcd Тамарат, Ф.; и др. (2008). "Оптические переходы с переворотом спина и сохранением спина в центре азотной вакансии в алмазе". New Journal of Physics . 10 (4): 045004. Bibcode : 2008NJPh...10d5004T. doi : 10.1088/1367-2630/10/4/045004 . hdl : 1969.1/179402 . S2CID  37554428.
  37. ^ Santori, C.; et al. (2006). "Coherent Population Trapping of Single Spins in Diamond under Optical Excitation". Physical Review Letters . 97 (24): 247401. arXiv : quant-ph/0607147 . Bibcode : 2006PhRvL..97x7401S. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.247401. hdl : 2318/103560. PMID  17280321. S2CID  14264923.
  38. ^ Ааронович, И. и др. (2009). «Усиленное однофотонное излучение в ближнем инфракрасном диапазоне из алмазного цветового центра». Physical Review B. 79 ( 23): 235316. Bibcode : 2009PhRvB..79w5316A. doi : 10.1103/PhysRevB.79.235316. S2CID  37867189.
  39. ^ De Weerdt, F.; Collins, AT; Zugik, M.; Connor, A. (2005). "Подпороговое возбуждение люминесценции дефектов в алмазах". Journal of Physics: Condensed Matter . 50 (17): 8005. Bibcode : 2005JPCM...17.8005D. doi : 10.1088/0953-8984/17/50/018. S2CID  97620201.
  40. ^ Коллинз, AT; Томаз, MF; Хорхе, MIB (1983). "Время затухания люминесценции центра 1,945 эВ в алмазе типа Ib". Journal of Physics C. 16 ( 11): 2177. Bibcode : 1983JPhC...16.2177C. doi : 10.1088/0022-3719/16/11/020.
  41. ^ Ханзава, Х.; Нисида, И.; Като, Т. (1997). "Измерение времени затухания NV-центра в алмазе Ib с помощью пикосекундного лазерного импульса". Diamond and Related Materials . 6 (11): 1595. Bibcode :1997DRM.....6.1595H. doi :10.1016/S0925-9635(97)00037-X.
  42. ^ Грубер, А.; и др. (1997). «Сканирующая конфокальная оптическая микроскопия и магнитный резонанс на одиночных дефектных центрах» (PDF) . Science . 276 (5321): 2012–2014. doi :10.1126/science.276.5321.2012. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-03-16 . Получено 2017-03-16 .
  43. ^ Гордон, Люк; Вебер, Джастин Р.; Варли, Джоэл Б.; Джанотти, Андерсон; Авшалом, Дэвид Д.; Ван де Валле, Крис Г. (2013-10-01). «Квантовые вычисления с дефектами». Бюллетень MRS . 38 (10): 802–807. arXiv : 1003.1754 . Bibcode : 2013MRSBu..38..802G. doi : 10.1557/mrs.2013.206.
  44. ^ Rogers, LJ; Doherty, MW; Barson, MSJ; Onoda, S.; Ohshima, T.; Manson, NB (2015-01-01). "Синглетные уровни NV − центра в алмазе". New Journal of Physics . 17 (1): 013048. arXiv : 1407.6244 . Bibcode :2015NJPh...17a3048R. doi :10.1088/1367-2630/17/1/013048. S2CID  43745993.
  45. ^ Rogers, LJ; Armstrong, S.; Sellars, MJ; Manson, NB (2008). "Инфракрасное излучение центра NV в алмазе: исследования зеемановского и одноосного напряжения". New Journal of Physics . 10 (10): 103024. arXiv : 0806.0895 . Bibcode :2008NJPh...10j3024R. doi :10.1088/1367-2630/10/10/103024. S2CID  42329227.
  46. ^ Doherty, Marcus W.; Manson, Neil B.; Delaney, Paul; Jelezko, Fedor; Wrachtrup, Jörg; Hollenberg, Lloyd CL (июль 2013 г.). "Азотно-вакансионный центр окраски в алмазе". Physics Reports . 528 (1): 1–45. arXiv : 1302.3288 . Bibcode :2013PhR...528....1D. doi :10.1016/j.physrep.2013.02.001. S2CID  119113089.
  47. ^ Doherty, Marcus W.; Manson, Neil B.; Delaney, Paul; Jelezko, Fedor; Wrachtrup, Jörg; Hollenberg, Lloyd CL (2013-07-01). "Азотно-вакансионный центр окраски в алмазе". Physics Reports . 528 (1): 1–45. arXiv : 1302.3288 . Bibcode :2013PhR...528....1D. CiteSeerX 10.1.1.743.9147 . doi :10.1016/j.physrep.2013.02.001. S2CID  119113089. 
  48. ^ Чой, СанКук (2012-01-01). "Механизм оптической инициализации спина в NV". Physical Review B. 86 ( 4): 041202. Bibcode :2012PhRvB..86d1202C. doi :10.1103/PhysRevB.86.041202.
  49. ^ Робледо, Лючио; Берниен, Ханнес; Сар, Тоено ван дер; Хансон, Рональд (2011-01-01). "Динамика спина в оптическом цикле одиночных центров азотной вакансии в алмазе". New Journal of Physics . 13 (2): 025013. arXiv : 1010.1192 . Bibcode :2011NJPh...13b5013R. doi :10.1088/1367-2630/13/2/025013. S2CID  55207459.
  50. ^ Hanson, R.; Gywat, O.; Awschalom, DD (2006). "Манипуляция при комнатной температуре и декогеренция одиночного спина в алмазе" (PDF) . Physical Review B . 74 (16): 161203. arXiv : quant-ph/0608233 . Bibcode :2006PhRvB..74p1203H. doi :10.1103/PhysRevB.74.161203. S2CID  5055366.
  51. ^ Датт, MVG; и др. (2007). «Квантовый регистр на основе индивидуальных электронных и ядерных спиновых кубитов в алмазе» (PDF) . Science . 316 (5829): 1312–6. Bibcode :2007Sci...316.....D. doi :10.1126/science.1139831. PMID  17540898. S2CID  20697722.[ постоянная мертвая ссылка ]
  52. ^ Чайлдресс, Л.; и др. (2006). «Когерентная динамика связанных электронных и ядерных спиновых кубитов в алмазе». Science . 314 (5797): 281–5. Bibcode :2006Sci...314..281C. doi :10.1126/science.1131871. PMID  16973839. S2CID  18853275.
  53. ^ Баталов, А.; и др. (2008). "Временная когерентность фотонов, излучаемых одиночными дефектными центрами азотной вакансии в алмазе с использованием оптических осцилляций Раби" (PDF) . Physical Review Letters . 100 (7): 077401. Bibcode :2008PhRvL.100g7401B. doi :10.1103/PhysRevLett.100.077401. hdl :11858/00-001M-0000-0011-A088-E. PMID  18352594.
  54. ^ Jelezko, F.; et al. (2004). "Наблюдение когерентных колебаний в спине одного электрона" (PDF) . Physical Review Letters . 92 (7): 076401. Bibcode : 2004PhRvL..92g6401J. doi : 10.1103/PhysRevLett.92.076401. PMID  14995873.[ постоянная мертвая ссылка ]
  55. ^ Мейз, младший; Стэнвикс, Польша; Ходжес, Дж. С.; Хонг, С.; Тейлор, Дж. М.; Каппелларо, П. ; Цзян, Л.; Датт, М.В. Гурудев; Тоган, Э.; Зибров А.С.; Якоби, А. (октябрь 2008 г.). «Наномасштабное магнитное зондирование с индивидуальным электронным спином в алмазе». Природа . 455 (7213): 644–647. Бибкод : 2008Natur.455..644M. дои : 10.1038/nature07279. PMID  18833275. S2CID  136428582.
  56. ^ ab Degen, CL; Reinhard, F.; Cappellaro, P. (2017-07-25). "Квантовое зондирование". Reviews of Modern Physics . 89 (3): 035002. arXiv : 1611.02427 . Bibcode : 2017RvMP...89c5002D. doi : 10.1103/RevModPhys.89.035002. S2CID  2555443.
  57. ^ Вальдхерр, Г.; Ван, Ю.; Заайзер, С.; Джамали, М.; Шульте-Хербрюгген, Т.; Абэ, Х.; Осима, Т.; Исоя, Дж.; Ду, Дж. Ф.; Нойманн, П.; Врачтруп, Дж. (февраль 2014 г.). «Квантовая коррекция ошибок в твердотельном гибридном спиновом регистре». Природа . 506 (7487): 204–207. arXiv : 1309.6424 . Бибкод : 2014Natur.506..204W. дои : 10.1038/nature12919. PMID  24476818. S2CID  205237059.
  58. ^ MacQuarrie, ER; Gosavi, TA; Bhave, SA; Fuchs, GD (2015-12-14). "Непрерывное динамическое разъединение спина одиночного алмазного центра азотной вакансии с помощью механического резонатора". Physical Review B. 92 ( 22): 224419. arXiv : 1510.01194 . Bibcode : 2015PhRvB..92v4419M. doi : 10.1103/PhysRevB.92.224419. S2CID  53320913.
  59. ^ Сасаки, Кенто; Моннаи, Ясуаки; Сайджо, Соя; Фудзита, Рюсиро; Ватанабэ, Хидеюки; Иши-Хаясе, Джунко; Ито, Кохей М.; Абэ, Эйсуке (01 мая 2016 г.). «Широкополосная микроволновая антенна большой площади для оптического обнаружения магнитного резонанса азотно-вакансионных центров в алмазе». Обзор научных инструментов . 87 (5): 053904. arXiv : 1605.04627 . дои : 10.1063/1.4952418. PMID  27250439. S2CID  25096136.
  60. ^ Teissier, J.; Barfuss, A.; Appel, P.; Neu, E.; Maletinsky, P. (2014-07-10). "Связь деформаций спина центра азотной вакансии с алмазным механическим осциллятором". Physical Review Letters . 113 (2): 020503. arXiv : 1403.3405 . Bibcode :2014PhRvL.113b0503T. doi :10.1103/PhysRevLett.113.020503. PMID  25062153. S2CID  119244679.
  61. ^ Гротц, Бернхард; Хауф, Мориц В.; Данкерл, Маркус; Найденов Борис; Пеццанья, Себастьен; Мейер, Ян; Железко, Федор; Врахтруп, Йорг; Штуцманн, Мартин; Рейнхард, Фридеманн; Гарридо, Хосе А. (2012). «Манипулирование зарядовым состоянием кубитов в алмазе». Природные коммуникации . 3 (1): 729. Бибкод : 2012NatCo...3..729G. дои : 10.1038/ncomms1729. ПМК 3316888 . ПМИД  22395620. 
  62. ^ ab Laraoui, Abdelghani; Aycock-Rizzo, Halley; Gao, Yang; Lu, Xi; Riedo, Elisa; Meriles, Carlos A. (2015). «Визуализация теплопроводности с наномасштабным разрешением с использованием сканирующего спинового зонда». Nature Communications . 6 (8954): 8954. arXiv : 1511.06916 . Bibcode :2015NatCo...6.8954L. doi :10.1038/ncomms9954. PMC 4673876 . PMID  26584676. 
  63. ^ Maze, JR; Stanwix, PL; Hodges, JS; Hong, S.; Taylor, JM; Cappellaro, P.; Jiang, L.; Dutt, MVG; Togan, E.; Zibrov, AS; Yacoby, A.; Walsworth, RL; Lukin, MD (2008). "Наномасштабное магнитное зондирование с индивидуальным электронным спином в алмазе" (PDF) . Nature . 455 (7213): 644–647. Bibcode :2008Natur.455..644M. doi :10.1038/nature07279. PMID  18833275. S2CID  136428582. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-07 . Получено 29-08-2015 .
  64. ^ Dolde, F.; Fedder, H.; Doherty, MW; Nöbauer, T.; Rempp, F.; Balasubramanian, G.; Wolf, T.; Reinhard, F.; Hollenberg, LCL; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. (2011). "Электрополевая чувствительность с использованием одиночных алмазных спинов". Nature Physics . 7 (6): 459. arXiv : 1103.3432 . Bibcode :2011NatPh...7..459D. doi :10.1038/nphys1969. hdl :11858/00-001M-0000-0027-768E-1. S2CID  119287960.
  65. ^ Довженко, Ю.; Касола, Ф.; Шлоттер, С.; Чжоу, TX; Бюттнер, Ф.; Уолсворт, Р.Л.; Бич, Г.С.Д.; Якоби, А. (2018-07-13). "Магнитостатические завихрения в скирмионах при комнатной температуре, исследованные с помощью реконструкции спиновой текстуры центра азотной вакансии". Nature Communications . 9 (1): 2712. Bibcode :2018NatCo...9.2712D. doi :10.1038/s41467-018-05158-9. ISSN  2041-1723. PMC 6045603 . PMID  30006532. 
  66. ^ Дженкинс, Алек; Бауманн, Сюзанна; Чжоу, Хаоксин; Мейнелл, Саймон А.; Дайпэн, Ян; Ватанабэ, Кэндзи; Танигучи, Такаши; Лукас, Эндрю; Янг, Андреа Ф.; Блешински Джайич, Аня К. (17.08.2022). «Визуализация разрушения омического транспорта в графене». Physical Review Letters . 129 (8): 087701. arXiv : 2002.05065 . Bibcode : 2022PhRvL.129h7701J. doi : 10.1103/PhysRevLett.129.087701 . PMID  36053708. S2CID  211082922.
  67. ^ Шайдеггер, П. Дж.; Диш, С.; Пальм, М. Л.; Деген, КЛ (30.05.2022). «Сканирующая магнитометрия азотных вакансий до 350 мК». Applied Physics Letters . 120 (22). arXiv : 2203.15527 . Bibcode : 2022ApPhL.120v4001S. doi : 10.1063/5.0093548. ISSN  0003-6951. S2CID  249209788.
  68. ^ Стефан, Лючио; Тан, Энтони К.С.; Виндоле, Батист; Хёген, Майкл; Тиан, Диксон; Тан, Ханг Кхуме; Рондин, Лоик; Ноулз, Хелена С.; Рох, Жан-Франсуа; Сумьянараянан, Анджан; Ататюре, Мете (2021-07-22). "Многоугольная реконструкция морфологии доменов с помощью полностью оптической алмазной магнитометрии". Physical Review Applied . 16 (1): 014054. arXiv : 2101.10331 . Bibcode : 2021PhRvP..16a4054S. doi : 10.1103/PhysRevApplied.16.014054. S2CID  231709827.
  69. ^ Чжоу, Тони X.; Штор, Райнер Дж.; Якоби, Амир (2017-10-16). «Сканирующие алмазные NV-центральные зонды, совместимые с обычной технологией АСМ». Applied Physics Letters . 111 (16). arXiv : 1706.09793 . Bibcode : 2017ApPhL.111p3106Z. doi : 10.1063/1.4995813. ISSN  0003-6951. S2CID  4931477.
  70. ^ Грациозо, Ф.; Паттон, БР; Делани, П.; Маркхэм, ML; Твитчен, DJ; Смит, Дж. М. (2013). «Измерение полного тензора напряжений в кристалле с использованием фотолюминесценции от точечных дефектов: пример центров азотных вакансий в алмазе». Applied Physics Letters . 103 (10): 101905. arXiv : 1110.3658 . Bibcode :2013ApPhL.103j1905G. doi :10.1063/1.4819834. S2CID  119233985.
  71. ^ Шао, Линьбо; Чжан, Миан; Маркхэм, Мэтью; Эдмондс, Эндрю; Лонкар, Марко (15 декабря 2016 г.). «Алмазный радиоприемник: азотно-вакансионные центры как флуоресцентные преобразователи микроволновых сигналов». Physical Review Applied . 6 (6): 064008. Bibcode : 2016PhRvP...6f4008S. doi : 10.1103/PhysRevApplied.6.064008 . S2CID  24851439.
  72. ^ Chang, Y.-R.; et al. (2008). "Массовое производство и динамическая визуализация флуоресцентных наноалмазов" (PDF) . Nature Nanotechnology . 3 (5): 284–8. doi :10.1038/nnano.2008.99. PMID  18654525. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2013-03-04 .
  73. ^ Нанн, Николас; Торелли, Марко Д.; Аджой, Ашок; Смирнов, Алекс И.; Шендерова, О. (2022-03-01). «Красота за пределами глаза: цветовые центры в алмазных частицах для приложений визуализации и квантового зондирования». Обзоры и достижения в химии . 12 (1): 1–21. doi :10.1134/S2634827622010044. ISSN  2634-8284. S2CID  248422954.
  74. ^ Чанг, Хуан-Чэн; Сяо, Уэсли Вэй-Вэнь; Су, Мэн-Чи (12 ноября 2018 г.). Флуоресцентные наноалмазы (1-е изд.). Wiley. стр. 93–111. ISBN 9781119477082.
  75. ^ Чанг, И-Рен; Ли, Сюй-Ян; Чен, Кова; Чанг, Чун-Чье; Цай, Дунг-Шэн; Фу, Чи-Чэн; Лим, Цон-Шин; Цзенг, Ян-Кай; Фанг, Цзя-И; Хан, Чау-Чунг; Чанг, Хуан-Чэн; Фанн, Вуншайн (май 2008 г.). «Массовое производство и динамическое изображение флуоресцентных наноалмазов». Природные нанотехнологии . 3 (5): 284–288. дои : 10.1038/nnano.2008.99. ПМИД  18654525.
  76. ^ Ааронович, И.; Гринтри, А.Д.; Правер, С. (2011). «Алмазная фотоника». Nature Photonics . 5 (7): 397. Bibcode : 2011NaPho...5..397A. doi : 10.1038/nphoton.2011.54.
  77. ^ Jeske, Jan; Lau, Desmond WM; Vidal, Xavier; McGuinness, Liam P.; Reineck, Philipp; Johnson, Brett C.; Doherty, Marcus W.; McCallum, Jeffrey C.; Onoda, Shinobu; Jelezko, Fedor; Ohshima, Takeshi; Volz, Thomas; Cole, Jared H.; Gibson, Brant C.; Greentree, Andrew D. (2017). "Стимулированная эмиссия из центров азотных вакансий в алмазе". Nature Communications . 8 : 14000. arXiv : 1602.07418 . Bibcode : 2017NatCo ... 814000J. doi : 10.1038/ncomms14000. PMC 5290152. PMID  28128228. 
  78. ^ Бриз, Джонатан Д.; Сатиан, Джуна; Сальвадори, Энрико; Элфорд, Нил МакН; Кей, Кристофер WM (2018-03-21). "Непрерывный алмазный мазер комнатной температуры". Nature . 555 (7697): 493–496. arXiv : 1710.07726 . Bibcode :2018Natur.555..493B. doi :10.1038/nature25970. PMID  29565362. S2CID  588265.
  79. ^ Лю, Жэнь-Бао (22 марта 2018 г.). «Алмазный век мазеров». Nature . 555 (7697): 447–449. Bibcode :2018Natur.555..447L. doi : 10.1038/d41586-018-03215-3 . PMID  29565370. S2CID  4143597.
  80. ^ Бар-Гилл, Н.; Фам, Л.М.; Ярмола, А.; Будкер, Д.; Уолсворт, Р.Л. (2012). «Время когерентности спина твердого тела приближается к одной секунде». Nature Communications . 4 : 1743. arXiv : 1211.7094 . Bibcode : 2013NatCo...4.1743B. doi : 10.1038/ncomms2771. PMID  23612284. S2CID  964488.
  81. ^ Mamin, HJ; Kim, M.; Sherwood, MH; Rettner, CT; Ohno, K.; Awschalom, DD; Rugar, D. (2013). «Наномасштабный ядерный магнитный резонанс с датчиком спина азотной вакансии». Science . 339 (6119): 557–560. Bibcode :2013Sci...339..557M. doi :10.1126/science.1231540. PMID  23372008. S2CID  206545959.
  82. ^ Хенсен, Б.; Берниен, Х.; Дрео, А.Е.; Райзерер, А.; Калб, Н.; Блок, М.С.; Руитенберг, Дж.; Вермюлен, РФ; Схоутен, РН; Абеллан, К.; Амайя, В.; Прунери, В.; Митчелл, Миссури; Маркхэм, М.; Твитчен, диджей; Элкусс, Д.; Венер, С.; Таминиау, TH; Хэнсон, Р. (2015). «Нарушение неравенства Белла без лазеек с использованием спинов электронов, разделенных на 1,3 километра». Природа . 526 (7575): 682–686. arXiv : 1508.05949 . Бибкод : 2015Natur.526..682H. дои : 10.1038/nature15759. PMID  26503041. S2CID  205246446.
  83. ^ Ататюре, Мете; Энглунд, Дирк; Вамивакас, Ник; Ли, Санг-Юн; Врахтруп, Йорг (2018). «Материальные платформы для спиновых фотонных квантовых технологий». Nature Reviews Materials . 3 (5): 38–51. Bibcode : 2018NatRM...3...38A. doi : 10.1038/s41578-018-0008-9. S2CID  139734402.
  84. ^ Радко, Илья П.; Болл, Мадс; Израэльсен, Нильс М.; Раатц, Николь; Мейер, Ян; Елезко, Федор; Андерсен, Ульрик Л.; Хак, Александр (2016). «Определение внутренней квантовой эффективности мелкоимплантированных дефектов азотных вакансий в объемном алмазе» (PDF) . Optics Express . 24 (24): 27715–27725. Bibcode :2016OExpr..2427715R. doi :10.1364/OE.24.027715. PMID  27906340.
  85. ^ Альбрехт, Р.; Боммер, А.; Дойч, К.; Райхель, Дж.; Бехер, К. (2013). «Связь одиночного центра азотной вакансии в алмазе с микрополостью на основе волокна». Physical Review Letters . 110 (24): 243602. arXiv : 1303.7418 . Bibcode :2013PhRvL.110x3602A. doi :10.1103/physrevlett.110.243602. PMID  25165921. S2CID  27859868.