단일 실시간 바카라 사이트 다이아몬드 양자 센서로 세계 최고 감도를 달성

Kyoto University의 Chemistry Research Institute, ED Herbschleb의 Mizuoki Norikazu 교수 및 바카라 커뮤니티의 Kato Soramitsu 최고 연구원은 인공적으로 합성 된 인형의 N- 타입 다이아몬드를 사용하여 Nvacies (N-Type Diamonds)를 사용하여 Nvacies (N-Type Diamonds)를 사용하여 Nvacies (N-N-Type Diamonds)를 사용하여 NV CENTRION (NITREOSPEN-IVERS)을 제공했습니다 실온스핀 일관성 시간 (t₂)우리는 단일 실시간 바카라 사이트 중심을 사용하여 양자 센서를 사용하여 세계 최고의 자기장 감도를 성공적으로 달성했습니다 이 t₂실온에서 가장 긴 다른 고체 전자 스핀입니다

실시간 바카라 사이트 센터는 실온에서도 길다₂가 있습니다 초고 감도 양자 센서 및 양자 정보 요소를 실현하고 생명 과학 분야에 양자 센서를 적용한다는 관점에서 주목을 받고 있습니다 티₂중요한 특성이며 양자 센서에서 t₂8306_8367 |가 길수록 더 민감할수록 좋습니다 이제 우리는 AIST가 생산하는 고품질 인 도핑 N 형 다이아몬드의 단일 실시간 바카라 사이트 중심 T₂특정 인 농도에서 매우 길다는 것을 발견했습니다 인은 전자 스핀을 가지며 자기 노이즈의 공급원이며 인으로 도핑 될 때,₂더 짧지 만 이번에는 결과가 그와 상반되었습니다 체계적으로 변화된 인 농도를 갖는 샘플의 결과는 일정량 이상의 인으로 도핑 된 샘플에서 가장 긴 t₂| 인 마약의 효과를 확인하기 위해 측정되었다 n 형 다이아몬드와 t₂장기 기간은 합성 중에 생성 된 공석 결함이 충전되고 자기 노이즈 소스가되는 복합 결함의 생성이 억제 되었기 때문에 생각됩니다 정밀 노이즈 측정은이 샘플의 노이즈 소스가 인 이외의 불순물 결함의 전자 스핀임을 시사하며,이를 억제함으로써 T₂더 오래 만들어 질 것입니다 N 형 다이아몬드가있는 가장 긴 t₂의 실현 의미가 있으며, 감도가 증가하는 것 외에도 N 형 반도체 특성을 사용하는 양자 장치에서 광범위한 응용 분야의 경로를 열어야합니다

이 결과는 2019 년 8 월 28 일 영국 국제 학술 저널 자연 커뮤니케이션에서 온라인으로 게시 될 예정입니다

그림 1 (a) 다이아몬드에있는 실시간 바카라 사이트 중심의 구조 (b) Hearn Echo 신호의 측정 결과 실시간 바카라 사이트 중심에는 전자 스핀 (그림의 주황색 화살표)이있어 0과 1의 중첩 상태가 실현 될 수 있습니다 중첩 상태가 1/e의 크기로 감소하는 시간 (약 037e는 자연 로그의 기초) 일관성 시간 t2.

최근 몇 년 동안 고품질 다이아몬드가 인위적으로 합성되었으며 다이아몬드를 사용하는 전례없는 장치가 실현 될 것으로 예상됩니다 가장 주목할만한 점 중 하나는도 1에 도시 된 바와 같이,도 1에 도시 된 바와 같이, 나이의 탄소의 위치에서 탄소로 들어가는 불순물 결함이며, 공석은 인접한 탄소 원자의 사라짐에 의해 형성되는 다이아몬드의 실시간 바카라 사이트 중심이다 실시간 바카라 사이트 센터의 전자 상태는 밴드 갭에 있기 때문에 다이아몬드의 분홍색에 더 가까운 색상을 일으키는 컬러 센터이기도합니다

최근 몇 년 동안 실시간 바카라 사이트 센터는 초고 감도 센서 및 양자 정보 장치의 관점에서 관심을 끌고 있습니다 하나의 (단일) 실시간 바카라 사이트 중심의 스핀은 실온에서 관찰 될 수 있으며, 다른 재료에 비해 실온에서 특히 길다는 점은 주목할 가치가 있습니다₂)가 있다는 것입니다 센서 관점에서, 그것은 자기장, 전기장, 온도, 압력 등과 같은 매우 민감한 센서로 사용될 것으로 예상되며, 각 센서가 관찰 될 수 있기 때문에 나노 미터 수준에서 높은 공간 해상도를 달성합니다 따라서, 실시간 바카라 사이트 센터를 사용하는 양자 센서는 세포 내 측정, 단백질 물질의 구조 분석과 같은 생명 과학 분야에 적용될 것으로 예상되며, 이는 높은 공간 해상도 및 높은 감도가 필요하며 미세 장치 평가 장치를위한 센서 또한, 한 번에 측정 된 실시간 바카라 사이트 센터의 수를 증가시킴으로써 공간 분해능이 줄어들지 만 감도는 크게 증가 할 수 있습니다 원칙적으로, 실온에서도 액체 헬륨없이 작동 할 수없는 초전도 양자 간섭계의 감도 (FEMTO TESLA) 수준에 도달 할 것으로 예상되며, 자기 사화 및 마그네토 에스 폴로피아 사진과 같은 의료 기기를 포함하여 매우 높은 민감도가 필요한 필드에서 널리 사용될 것으로 예상됩니다

t₂약 10 년 전, Mizunori와 다른 사람들은 독일 슈투트가르트 대학과 공동으로 공부했으며 불순물 결함이 거의없는 고품질 다이아몬드를 찾을 수 있음을 발견했습니다₂핵 스핀의 농도에 의존한다는 것을 나타냅니다^[1], more¹³실온에서 가장 긴 t, C 농도가 03%로 감소한 합성 다이아몬드₂보고 시간 (18ms)^[2]실온에서 다른 고체 상태 전자 스핀의 가장 긴 t₂그랬습니다 이후,¹³전 세계 여러 그룹이 C 농도를 갖는 다이아몬드의 합성을 달성했지만 당시 18ms의 길이는 단결정 티몬이었고 그 이후로 실온에서의 길이는 깨지지 않았습니다 이것은 핵 스핀 이외의 다른 소음원이 있음을 시사합니다₂

지금까지 실시간 바카라 사이트 중심 연구에 대한 연구에 사용 된 다이아몬드 샘플은 주로 불순물로 의도적으로 도핑되지 않은 절연체 다이아몬드였습니다 불순물은 종종 노이즈 소스 역할을하는 전자 스핀을 가지고 있으며 가능한 한 불순물을 제거하는 다이아몬드는 t₂| 감도와 같은 좋은 특성이 있었기 때문입니다 반면에, 우리는 이전에 AIST에서 생산 된 고품질 인 도핑 된 N- 타입 다이아몬드의 단일 실시간 바카라 사이트 센터에서 실시간 바카라 사이트 센터의 전하 안정성을 목표로 한 연구를 수행했습니다 적용될 것으로 예상되는 실시간 바카라 사이트 센터의 전하 상태는 -1valent 상태이므로 충전 상태는 N 형 다이아몬드로 안정화됩니다 다이아몬드를 N 형 반도체로 바꾸는 것은 어렵고, N- 형 반도체 다이아몬드를 생산할 수있는 세계에는 몇 가지 연구 그룹이 있지만 AIST 그룹은 최고 품질의 인 도핑 된 N- 타입 다이아몬드를 가지고 있습니다화학 증기 증착 방법 (CVD 방법)를 사용하여 합성 할 수있는 그룹입니다 전하 상태 안정성에 대한 연구에서 세계에서 가장 긴 t₂가있는 실시간 바카라 사이트 센터가 있음을 발견했습니다 인은 전자 스핀을 갖는 상자성 불순물이며 자기 노이즈의 공급원이므로 인과의 도핑은 실시간 바카라 사이트의 중심에서 t₂짧지만이 결과는 놀라운 결과였습니다 인의 효과를 확인하기 위해, 우리는 인 농도 만 체계적으로 변화하는 샘플을 생성했으며, 샘플을 측정했을 때, 우리는 샘플이 일정량의 인 (인 농도 10¹⁶/cm³세계에서 가장 긴 t₂를 발견했습니다 관찰되었고, 인 마약의 효과가 확인되었다 실온에서 t₂18 밀리 초^[2], 우리는 24ms (*)를 보여 주었다 그리고 그 t₂가장 긴 단일 실시간 바카라 사이트 센터에서AC 자기장단일 실시간 바카라 사이트 센터 (9 Nanotesla/√HZ)도 입증되었습니다 또한,DC 자기장센서에 중요무료 유도 붕괴 시간(t₂^*)의 가장 긴보고 값은 047ms이지만 이번에는 15ms를 보여주었습니다 이 t₂, t₂^*실시간 바카라 사이트 중심뿐만 아니라 다른 고체 상태 큐 비트 중에서도 실온에서 가장 길다 또한, 최적의 인 농도에 가까운 4 개의 샘플이 측정되었고, 이들 샘플에서 2msec 이상의 많은 실시간 바카라 사이트 중심이 관찰되었고, 재현성도 확인되었다

CVD 방법을 사용한 다이아몬드 합성은 합성 중에 공석 결함을 유발하여 다이아몬드를 안정화시키는 것으로 생각되었다^[4]합성 동안,이 공석 결함은 다수의 결합 결함을 생성한다 자기 노이즈의 공급원 인이 복합 결함은 열적으로 안정적이므로 제거하기가 어렵습니다 인 도핑 된 N- 타입으로 t₂장기 기간은 합성 중에 발생한 공석 결함이 하전 되고이 복합 결함의 형성이 억제되기 때문입니다 우리는 추가 노이즈의 정확한 측정을 수행하고 노이즈 소스가 인 이외의 불순물 결함의 전자 스핀임을 시사하는 결과를 얻었습니다 그것들을 제거하면 더 많은 t₂더 길고 민감도가 향상됩니다

(*) 이전에보고 된 t₂= 18 밀리 초[2]다결정 다이아몬드의 가장 긴 값 t₂= 20 밀리 초[3]소음을 적절하게 제거하지 않으며 우리는 T₂= 24 msec, 실시간 바카라 사이트 센터가 측정되면 t₂= 29 밀리 초

그림 2 : 화학 증기 증착 (CVD)을 사용한 다이아몬드 합성 전자 레인지는 수소, 메탄 및 기타 가스를 혈장 상태에 넣고 다이아몬드는 기질에 침착됩니다 반도체의 특성을 변화시키기 위해 증기 증착 동안 특정 불순물을 도입 할 수 있습니다

이 결과는 실시간 바카라 사이트 센터에서 실온에서 세계에서 가장 긴 t로 이어졌습니다₂, t₂^*, 단일 실시간 바카라 사이트 중심에서 실온에서 세계 최고 자기장 감도를 달성했으며, 한 번에 측정 된 실시간 바카라 사이트 센터의 수를 늘려 센서 감도를 더욱 증가시킬 수 있습니다 숫자를 늘리면 공간 해상도가 줄어든다는 단점이 있지만 한 번에 많은 수의 실시간 바카라 사이트 센터를 측정함으로써 09 Picotesla/√HZ의 AC 자기장 감도 보고되었습니다 이 합성 방법을 사용하여 많은 실시간 바카라 사이트 중심을 한 번에 측정 할 수있는 샘플을 합성함으로써, 민감도를 더욱 향상시킬 것으로 예상되며, 높은 공간 분해능이 필요하지 않은 적용이기 때문에 높은 감도가 필요합니다

실시간 바카라 사이트 센터의 스핀 상태는 고속적으로 제어 될 수있어 고전적인 역학의 세계에서 달성 할 수없는 고급 양자 상태를 생성하고 활용할 수 있습니다 이것은 고전적인 역학의 세계에서는 달성 할 수없는 더 높은 감도로 이어질 것으로 예상됩니다 또한,이 결과는 N 형 반도체 샘플에서 가장 긴 t₂의 실현 의미가 있으며, 감도가 증가하는 것 외에도 N 형 반도체 특성을 사용하는 전자 장치 요소를 사용하여 광범위한 응용 프로그램을 열 것으로 예상됩니다

이 연구는 주로 제휴 Scientific Research Foundation A, "다이아몬드가있는 초고속 초고속 해상도 나노 센서"(대표 : Mizuoki Kenkazu, 16H02088), 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술을 통한 혁신적 인 Sensor Systanced의 사역 (Q-Lepative Sensor), "," 솔리드 스테이트 양자 센서 "(대표 : Hatano Mutsuko, Tokyo Institute of Technology, JPMXS0118067395) 및 Kyoto University Kaken Joint Research Center (2019-103)

1. 14439_14632[참조로 돌아 가기]
2. [2] G Balasubramanian, P Neumann, D Twitchen, M Markham, R Kolesov, N Mizuochi, J Isoya, J Achard, J Beck, J Tissler, V Jacques, F Jelezko, J Wrachtrup, 8, 383 (2009)[참조로 돌아 가기]
3. [3] K D Jahnke, B Naydenov, T Teraji, S Koizumi, T Umeda, J Isoya, F Jelezko, Appl 물리 레트 사람 101, 012405 (2012)[참조로 돌아 가기]
4. [4] Bar-Yam, Y & Moustakas, T D 다이아몬드 필름의 결함 유발 안정화 자연 342, 786–787 (1989)[참조로 돌아 가기]

제목 : 실내 온도 고형 상태 스핀의 초대형 일관성 시간
저자 : E D Herbschleb, H Kato, Y Maruyama, T Danjo, T Makino, S Yamasaki, I Ohki, K Hayashi, H Morishita, M Fujiwara, N Mizuochi
게시 : doi : 101038/s41467-019-11776-8

◆ 스핀 일관성 시간 (t₂)

스핀은 0 및 1의 양자 중첩 상태를 달성하는 데 사용될 수 있지만, 중첩 상태가 1/e 크기로 감소하는 데 걸리는 시간 (약 037e) 스핀 일관성 시간 t₂라고합니다 엄격하게 말하면,이 실험에서 T₂Hearn Echo 방법을 사용하여 결정된 일관성 시간입니다 자기 공명 스펙트럼의 균일 한 선 너비는 t₂및 t₂더 길면 균일 한 선 너비도 좁습니다 이것은 향상된 센서 감도에 해당합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 화학 증기 증착 방법 (CVD 방법)

수소 또는 메탄과 같은 가스가 25GHz 마이크로파를 사용하여 혈장 상태에 배치하고 다이아몬드가 기판에 증착되는 결정 성장 방법 이것은 기체상의 화학 반응을 통해 고도의 순도 박막을 형성하는 기술입니다 또한, 반도체의 특성을 변화시키기 위해 증기 상 성장 동안 특정 불순물을 도입 할 수있다 N- 형 반도체 특성은 전자를 생성하는 소량의 불순물을 혼합하여 인 원자와 같은 음전을 다이아몬드로 혼합하여 얻을 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ AC 자기장

교류 전류 등을 주기적으로 변경하여 생성 된 자기장[참조로 돌아 가기]

◆ DC 자기장

영구 자석으로 인한 DC 전류 또는 자기장에 의해 일정한 강도가있는 자기장[참조로 돌아 가기]

◆ 무료 유도 붕괴 시간 (t₂^*)

펄스 자기 공명에서 관찰 된 세차의 신호 강도가 1/e 크기로 붕괴되는 시간 (약 037e는 자연 로그의 기초입니다) 자기 공명 스펙트럼의 불균일 한 선 너비는 t₂^*및 t₂^*더 길면 불균일 한 선 너비도 좁습니다 티₂^*가 길수록 DC 자기장을 감지하는 감도가 증가합니다[참조로 돌아 가기]