quNV - установка для квантового зондирования на основе азото-замещённой вакансии в алмазе (NV-центры).
- Зонд: HPHT Diamond
- Возбуждение: 520 нм, непрерывный диодный лазер
- Микроволновое излучение: ВЧ-генератор с частотой 4 ГГц
- Обнаружение: фотодиод, блок управления и считывания
QuNV представляет собой установку для квантового зондирования алмазным магнитометром на основе азото-замещённой вакансии в алмазе (NV-центры). Этот квантовый алмазный магнитометр и эксперименты на его основе познакомят студентов с концепциями квантового зондирования. Конструкция quNV основана на последних достижениях научных исследований и демонстрирует квантовое зондирование в простой и удобной системе для лабораторных занятий студентов в колледжах и университетах.
Ядро quNV представляет собой HPHT-алмаз с азото-замещённой вакансии в алмазе (NV-центр). NV-центр может быть возбужден светом в зеленом спектре. Возбужденное состояние распадается обратно в основное состояние либо напрямую, либо через промежуточные полочные состояния с различной интенсивностью флуоресценции. Путь распада зависит от электронного спина NV-центра. Таким образом, спин электрона можно считывать оптически.
Спином электрона можно дополнительно управлять с помощью микроволнового излучения. Применяя магнитное и электрическое поля, можно смещать энергетические уровни спинов. Следовательно, возможно огромное количество экспериментов и измерительных приложений.
Ключевые особенности
- Зонд: HPHT Diamond
- Возбуждение: 520 нм, непрерывный диодный лазер
- Микроволновое излучение: ВЧ-генератор с частотой 4 ГГц
- Обнаружение: фотодиод, блок управления и считывания
- NV-центр флуоресценции
- Оптически обнаруженный магнитный резонанс (ODMR)
- Время релаксации спина
- Измерение магнитного поля
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
|---|---|---|
|
Экспериментальная установка |
||
| Блок управления |
quNV контроллер |
|
| Лазерная безопасность |
Оранжевый корпус с блокировкой лазера |
|
|
Угловая регулировка лазера |
Кинематическая опора |
|
| Габариты | 250 х 125 х 90 | мм |
|
Алмазный образец |
||
| Тип |
Ib HPHT |
|
|
Ориентация |
тип. {100} faces |
|
|
Концентрация азота |
< 200 | ppm |
|
Концентрация бора |
< 0.1 | ppm |
| Диаметр | тип. < 2 х 0,5 | мм |
|
Лазер возбуждения |
||
| Лазерный диод | CW с фокусировкой |
|
| Мощность | < 50 | мВт |
| Длина волны | 520 +/- 10 | нм |
|
Микроволновый источник |
||
| Частотный диапазон | 2,2 ... 4,4 | ГГц |
| Мощность | -43 ... +20 | дБм |
| Антенна |
Копланарный волновод |
|
|
СВЧ-переключатель |
||
| Время нарастания | < 10 | нс |
| Изоляция | > 80 | дБ |
| Вход |
Блок управления и внешний |
|
|
Фотодиод |
||
| Тип | Si PIN |
|
| Чувствительность (650 нм) | 0,45 | А/Вт |
| Диапазон длин волн | 300 .. 1100 | нм |
|
Оптический фильтр |
||
| Тип | Широкополосный |
|
| Полоса пропускания (T> 90%) | 662 ... 799 | нм |
|
Подавление (320 ... 1120 нм) |
> OD 6,5 |
|
Динамика NV-центра позволяет использовать такие приложения, как инициализация спина и считывание состояния. Таким образом, центр подходит для приложений квантового зондирования, таких как измерение магнитного поля, измерение времени спиновой релаксации и оптически детектируемый магнитный резонанс (ODMR).
Благодаря своей масштабируемости, длительному времени когерентности и способности взаимодействовать с фотонами, NV-центры представляют большой интерес для исследований в области квантовой обработки информации. Кубиты можно определить как спиновые состояния одиночных электронных или ядерных спинов.
Возможные применения quNV:
- Студенческие лабораторные эксперименты
- Демонстрационные эксперименты на лекциях
- Практические эксперименты для научных центров
- Комплекты проектов для студенческих научных центров
