name: Прецизионная спектроскопия сверхтонких переходов в азотно-вакансионных центрах в алмазе для квантовой сенсорики
keyword_list: NV центр азотно-вакансионный центр окраски в алмазе динамический ядерный гироскоп сверхтонкие переходы в NV центре квантовый гироскоп температурный коэффициент частоты сверхтонкого перехода квадрупольное расщепление
abstract: Работа посвящена исследованию стабильности частот сверхтонких переходов основного состояния отрицательно заряженного азотно-вакансионного центра окраски (NV центра) в алмазе в интересах твердотельной квантовой гироскопии.
  Создана установка для спектроскопии сверхтонких переходов основного состояния NV центра, в состав которой вошли описанные в работе резонаторы для возбуждения электронных магнитных и сверхтонких переходов в NV центре.
  При различных температурах образца измерены частоты сверхтонких переходов на магнитных подуровнях m_S = +-1. На основе полученных данных было обнаружено наличие температурной зависимости продольной компоненты тензора сверхтонкого расщепления и квадрупольного расщепления основного состояния NV центра. Соответствующие температурные коэффициенты составили 198±11 Гц/К  и 40±2 Гц/К в диапазоне температур 325-370 К.
  На основе полученных данных был разработан протокол, в котором измеряется разность частот сверхтонких переходов m_S=0, m_I=0 <-> m_S=0,m_I=+1 и m_S=0, m_I=0 <-> m_S=0,m_I=-1. Протокол использует эволюцию суперпозиционного состояния NV центра. Разность частот выбранных переходов зависит от магнитного поля и частоты вращения установки и не зависит от температуры. Флуктуации величины индукции магнитного поля компенсируются по показанию NV магнитометра, позволяя выделить сдвиг разности частот, вызванный вращением установки. Сдвиг был зарегистрирован при вращении установки с угловыми скоростями в диапазоне +-2 рад/с с использованием ансамбля NV центров объемом 10^-4 мм^3 и позволил измерить скорость вращения установки с точностью 0.25 рад/с Таким образом был продемонстрирован впервые сделанный твердотельный квантовый гироскоп.
  Измерено время продольной релаксации населенности сверхтонких подуровней основного состояния 𝑁𝑉 центра при комнатной температуре в магнитном поле 10 Гс. Время продольной релаксации составило 44+-8 с. Учитывая, что время поперечной релаксации составило 2.4 мс для сверхтонких подуровней, установлено, что процесс продольной релаксации населенности сверхтонких подуровней не ограничивает чувствительность квантового сенсора, использующего сверхтонкие подуровни NV центра.
  В исследовании использовались алмазные пластины с ансамблем NV центров, выращенные методом высоких давлений и температур c концентрацией NV центров 3*10^15 и 2*10^14 мм^-3
chairman_dissertation_council.name: Николай
chairman_dissertation_council.surname: Колачевский
chairman_dissertation_council.patronymic: Николаевич
chairman_dissertation_council.position: Директор ФИАН
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: D-2448-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57156697700
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Николай
organization_supervisor.surname: Колачевский
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: Директор ФИАН
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.31.26
rubrics.name: Спектроскопические методы и методики
rubrics.code: 29.31.23
rubrics.name: Люминесценция
rubrics.code: 29.31.17
rubrics.name: Оптика атомов и ионов
rubrics.code: 29.29.39
rubrics.name: Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением
rubrics.code: 29.19.11
rubrics.name: Дефекты кристаллической структуры
oecds.code: 01.03.UH
oecds.name: PHYSICS, ATOMIC, MOLECULAR & CHEMICAL
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
speciality_codes.name: Оптика
speciality_codes.code: 1.3.6.
supervisors.fio: Сорокин В.Н.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Оптика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
supervisors.fio: Акимов А.В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Лазерная физика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Калачев А.А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Оптика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Кулик С.П.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Лазерная физика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. П.Н. ЛЕБЕДЕВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1027739617960
protection_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
protection_organization.supervisor_surname: КОЛАЧЕВСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. П.Н. ЛЕБЕДЕВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1027739617960
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КОЛАЧЕВСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения