Квантовые технологии на основе центров окраски азот-вакансия в алмазе
Представлен краткий обзор результатов компьютерного моделирования характеристик NV-центров в алмазе и их комплексов с ядерными спинами 13C, использование полученных данных для реализации различных квантовых технологий на их основе.
1. С.Я. Килин. Впереди времени и технологий // Наука и инновации.2023. №8. С. 10–17. 2. M. W. Doherty. The nitrogen-vacancy color centre in diamond / M. W. Doherty [etal.] // Physics Reports. 2013. Vol. 528. P. 1.
2. J. Wrachtrup. Quantum computation using the 13C nuclear spins nearby the single NV defect center in diamond / J. Wrachtrup, S. Ya. Kilin, A. P. Nizovtsev // Оптика и Спектроскопия. 2001. Т. 91. №3. С. 460–467.
3. S. Pezzagna. Quantum computer based on color centers in diamond / S. Pezzagna, J. Meijer // Applied Physics Reviews. 2021. Vol. 8 (1). P. 011308.
4. M.H. Abobeih. Atomic-scale imaging of a 27‑nuclear-spin cluster using a single-spin quantum sensor / M. H. Abobeih [et al.] // Nature. 2019. Vol.576. P. 411.
5. R. Schirhagl. Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond: Nanoscale Sensors for Physics and Biology / R. Schirhagl [et al.] // Annu. Rev. Phys. Chem. 2014. Vol. 65. P. 83–105.
6. Y. Wu. Diamond Quantum Devices in Biology/ Y. Wu. F. Jelezko, M. B. Plenio, T. Weil // Angew. Chem. Int. Ed. 2016. Vol. 55. P. 6586–6598.
7. A.P. Nizovtsev. Non-flipping 13C spins near NV center in diamond: Hyperfine and Spatial Characteristics by Density Functional Theory Simulation of the C510[NV]H252 Cluster / A.P. Nizovtsev [et al.] // New J. Phys. 2018. Vol. 20. P. 023022.
8. А.П. Низовцев, С. Я. Килин. Микроволны для эффективного манипулирования ядерными спинами в системах NV‑13C в алмазе / А. П. Низовцев, С. Я. Килин // Известия РАН, серия физическая. 2020. Т. 84. №3. С. 310–316.
9. M. Alkahtani. Growth of high-purity low-strain fluorescent nanodiamonds / М. Alkahtani [et al.] // ACS Photonics. 2019. Vol. 6. P. 1266.
10. A.P. Nizovtsev. Hyperfine Characteristics of Quantum Registers NV‑13С in Diamond Nanocrystals Formed by Seeding Approach from Isotopic Aza-Adamantane and Methyl-Aza-Adamanthane / A. P. Nizovtsev [et al.] // Semiconductors. 2020. Vol. 54. №12. P. 1689–1691.
11. A.P. Nizovtsev. Hyperfine interactions in the NV‑13C quantum registers in diamond grown from the azaadamantane seed / A. P. Nizovtsev [et al.] // Nanomaterials. 2021. Vol. 11. P. 1303.
12. M.H. Abobeih. One-second coherence for a single electron spin coupled to a multi-qubit nuclear-spin environment / M. H. Abobeih [et al.] // Nat. Commun. 2018. Vol. 9. P. 2552.
13. H.P. Bartling. Entanglement of Spin-PairQubits with Intrinsic Dephasing Times Exceeding a Minute /H. P. Bartling [et al.] // Phys. Rev. X. 2022.Vol. 12. P. 011048.
14. S. Schmitt. Submillihertz Magnetic Spectroscopy Performed with a Nanoscale Quantum Sensor / S. Schmitt [et al.] // Science. 2017. Vol. 356. Р. 832–837.
15. A. Nizovtsev. Simulation of Indirect 13C‑13C J-Coupling Tensors in Diamond Clusters Hosting the NV Center. A. Nizovtsev [et al.] // Mater. Proc. 2022. Vol. 9. P. 4.
16. А.П. Низовцев. Квантовая память на димерах13С‑13С в алмазе с NV-центрами: моделирование методами квантовой химии / А.П. Низовцев [и др.] // ЖПС. 2023. Т. 90. №5.
17. Q. Chen. Steady-state preparation of long-lived nuclear spin singlet pairs at room temperature / Q. Chen, I. Schwarz, M. B. Plenio // Phys. Rev. B. 2017. Vol. 95. P. 224105.
18. А.П. Низовцев. Векторная магнитометрия с помощью одиночного комплекса NV-13C в алмазе / А.П. Низовцев [и др.] // ЖПС. 2022. Т. 89. №6. С. 807–814.
19. E. Bauch. Sensitivity optimization for NV-diamond magnetometry / E.Bauch [et al.] // Rev. Mod. Phys. 2020. Vol. 92, P. 015004.
20. S.M. Blakley. Fiber-optic vectorial magnetic-field gradiometry by a spatiotemporal differential optical detection of magnetic resonance in nitrogen–vacancy centers in diamond / S. M. Blakley [et al.] // Optics Letters. 2016. Vol. 41. P. 2057–2060.
21. D.S. Filimonenko. Weak magnetic field resonance effects in diamond with nitrogen-vacancy centers / D. S. Filimonenko [et al.] // Semiconductors. 2018. Vol. 52, №14. P. 1865–1867.
22. D.S. Filimonenko. Weak magnetic field effects on the photoluminescence ofan ensemble of NV centers in diamond: experiment and modelling / D.S. Filimonenko [et al.] // Semiconductors. 2020. Vol. 54. P. 1730–1733.
23. Д.С. Филимоненко. Проявления в ИК-люминесценции процессов кросс-релаксации NV-центров в слабых магнитных полях / Д. С. Филимоненко [и др.] // ЖПС. 2021. Т. 88. №6. С. 858–871.