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Identity Test of SingleNV−Centers in Diamond at Hz-Precision Level
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2021-07-28 , DOI: 10.1103/physrevlett.127.053601 Tianyu Xie 1 , Zhiyuan Zhao 1 , Maosen Guo 1 , Mengqi Wang 1 , Fazhan Shi 1 , Jiangfeng Du 1
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2021-07-28 , DOI: 10.1103/physrevlett.127.053601 Tianyu Xie 1 , Zhiyuan Zhao 1 , Maosen Guo 1 , Mengqi Wang 1 , Fazhan Shi 1 , Jiangfeng Du 1
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Atomiclike defects in solids are not considered to be identical owing to the imperfections of host lattice. Here, we found that even under ambient conditions, negatively charged nitrogen-vacancy () centers in diamond could still manifest identical at Hz-precision level, corresponding to a -level relative precision, while the lattice strain can destroy the identity by tens of Hz. All parameters involved in the Hamiltonian are determined by formulating six nuclear frequencies at 10-mHz-level precision and measuring them at Hz-level precision. The most precisely measured parameter, the quadrupole coupling , is given by , whose precision is improved by nearly 4 orders of magnitude compared with previous measurements. We offer an approach for performing precision measurements in solids and deepening our understandings of NV centers as well as other solid-state defects. Besides, these high-precision results imply a potential application of a robust and integrated atomiclike clock based on ensemble NV centers.
中文翻译:
在 Hz 精度级别对钻石中的 SingleNV−中心进行身份测试
由于主晶格的缺陷,固体中的类原子缺陷不被认为是相同的。在这里,我们发现即使在环境条件下,带负电荷的氮空位() 金刚石中的中心在 Hz 精度水平上仍可能表现出相同,对应于 -级相对精度,而晶格应变可以破坏数十赫兹的身份。涉及的所有参数哈密顿量是通过以 10 mHz 级精度制定六个核频率并以 Hz 级精度测量它们来确定的。最精确的测量参数, 四极耦合 , 是(谁)给的 ,与之前的测量相比,其精度提高了近 4 个数量级。我们提供了一种在固体中进行精密测量并加深我们对 NV 中心以及其他固态缺陷的理解的方法。此外,这些高精度结果意味着基于集成 NV 中心的强大且集成的类原子时钟的潜在应用。
更新日期:2021-07-28
中文翻译:
在 Hz 精度级别对钻石中的 SingleNV−中心进行身份测试
由于主晶格的缺陷,固体中的类原子缺陷不被认为是相同的。在这里,我们发现即使在环境条件下,带负电荷的氮空位() 金刚石中的中心在 Hz 精度水平上仍可能表现出相同,对应于 -级相对精度,而晶格应变可以破坏数十赫兹的身份。涉及的所有参数哈密顿量是通过以 10 mHz 级精度制定六个核频率并以 Hz 级精度测量它们来确定的。最精确的测量参数, 四极耦合 , 是(谁)给的 ,与之前的测量相比,其精度提高了近 4 个数量级。我们提供了一种在固体中进行精密测量并加深我们对 NV 中心以及其他固态缺陷的理解的方法。此外,这些高精度结果意味着基于集成 NV 中心的强大且集成的类原子时钟的潜在应用。