Non-Hermitian quantum spin-photon coupled system

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） 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。