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Non-Hermitian quantum spin-photon coupled system

非厄米量子自旋光子耦合系统

基本信息

批准号：
21H01009
负责人：
野村晋太郎
金额：
$ 11.32万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

１）ダイヤモンドNVセンターと共振器との結合に関わる現象を調べるにあたって、光検出磁気共鳴スペクトル(ODMR)の線幅によって観測可能な現象を左右されるる。そこで本年度ダイヤモンドNVセンター構造を設計、作製、基礎的特性の測定を引き続き実施し、ODMR線幅の狭いダイヤモンドNVセンター試料の作製条件を探った。12C同位体に純化した原料ガスを用いた15Nドープ高純度CVD試料を産業技術総合研究所内の施設で合成し、本研究課題の実施に適した設計のダイヤモンドアンサンブルNVセンター試料を作製した。ダイヤモンドCVD成長後のイオン注入、高温熱処理を行った複数の試料を作製し、最適条件を探った。イオン注入前後、高温熱処理前後において、ODMR、ラムゼーフリンジ、Hahnエコー測定を行った。その結果、窒素ドープ量が等しい場合を比較して、ODMR線幅 0.34 MHz以下と前年度の0.50 MHzより狭い線幅を得ることに成功した。この試料のアンサンブルHahnエコーコヒーレンス時間T2 として77μsが得られた。２）非エルミートなハミルトニアンによって記述される量子系のために、FDTD法によるシミュレーションを用いて、マイクロストリップライン型のマイクロ波共振器構造を設計、製作した。共振器とマイクロストリップライン間の結合を変えた複数のマイクロ波共振器を評価した。ベクトルネットワークアナライザを用いてSパラメータを測定し、それぞれの共振器について結合の大きさと共振周波数を調べた。以上により、本研究課題の実験に適した構造を割り出した。３）非エルミートなハミルトニアンによって記述される量子系の制御と観測のためのヘリウムクライオスタット中顕微分光系のマイクロ波パルス印加系の構築と評価を実施した。1) -3) について得られた結果は研究分担者の川口他と共有し、議論を行い、理論的検討を加えた。

1) The resonance of the resonator is related to the phenomenon of modulation, the optical resonance of the magnetic resonance (ODMR) is related to the amplitude of the resonance. This year, the design, manufacture and measurement of basic characteristics of the first phase of the test were carried out, and the manufacturing conditions of the ODMR sample were explored. 12C isotope purification and raw material use, 15N isotope high purity CVD sample design and synthesis in the Institute of Industrial Technology, the implementation of this research project, the preparation of sample After CVD growth, the injection and high temperature heat treatment were carried out, and the optimum conditions were explored. Before and after injection, before and after high temperature heat treatment, ODMR, rarefaction, Hahn test The results show that the ODMR amplitude is below 0.34 MHz and the previous year's 0.50 MHz amplitude is below 0.34 MHz. The sample was tested at T2 and 77μs. 2) Design and fabrication of quantum resonator structure by FDTD method Resonators are evaluated by combining multiple waves. The resonance frequency of the resonator can be adjusted by measuring the resonance frequency of the resonator. In this paper, the structure of the research topic is divided into three parts. 3) The construction and evaluation of the differential optical system in the control and observation of the quantum system described in the non-Eel Mirato Naihmirato Niara are implemented. 1)-3)