Cómo caracterizar conjuntos de centros de vacante de nitrógeno

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Caracterizar la dinámica de espín del centro de vacante de nitrógeno

Los investigadores utilizan conjuntos de centros de vacante de nitrógeno (NV) para la detección cuántica, la magnetometría y la investigación en información cuántica. Por lo general, comienzan la caracterización de los centros de vacante de nitrógeno obteniendo un espectro de resonancia magnética detectada ópticamente (ODMR). En esta medición, un láser verde excita el conjunto de NV mientras una señal de microondas barre un rango de frecuencias, y un fotodetector y un digitalizador miden los cambios en la fluorescencia. El espectro ODMR resultante revela las frecuencias de resonancia de espín necesarias para las posteriores mediciones de dinámica de espín y coherencia.

Tras identificar las resonancias, los investigadores utilizan secuencias sincronizadas de pulsos láser y de microondas para medir la relajación longitudinal (T₁), las oscilaciones de Rabi, las franjas de Ramsey, las secuencias de eco de espín y otros parámetros de coherencia. Estos experimentos requieren una coordinación precisa entre el control de las microondas, la excitación óptica y la lectura de la fluorescencia, al tiempo que se varían los parámetros experimentales. Las mediciones más avanzadas, como los experimentos de Rabi en 2D y las secuencias de desacoplamiento dinámico, incorporan barridos de parámetros multidimensionales y patrones de pulsos personalizados que suprimen el ruido ambiental y evalúan la coherencia de espín en diferentes condiciones.

Solución para la caracterización de centros de vacantes de nitrógeno

La caracterización de conjuntos de centros de vacante de nitrógeno (NV) requiere una excitación óptica sincronizada, un control por microondas y una lectura de fluorescencia a lo largo de la adquisición del espectro ODMR, las oscilaciones de Rabi, las franjas de Ramsey, el eco de espín y otras mediciones basadas en pulsos. El sistema de control cuántico de Keysight combina la generación de formas de onda arbitrarias en microondas y banda base, la digitalización, la sincronización multimódulo, el disparo y el software de control de experimentos en una única plataforma. Su biblioteca de experimentos admite espectros ODMR de onda continua y pulsados, relajación T₁, oscilaciones de Rabi, franjas de Ramsey, secuencias de eco de espín y CPMG, experimentos de Rabi en 2D y protocolos de desacoplamiento dinámico. El flujo de trabajo ayuda a los investigadores a coordinar la generación de pulsos, los barridos de parámetros y la adquisición de fluorescencia para llevar a cabo una caracterización repetible de los centros de vacante de nitrógeno y acelerar el desarrollo de experimentos cuánticos.
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Véase el diagrama de bloques de la solución para la caracterización de centros de vacante de nitrógeno

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