Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Высшая школа: научные исследования

СВЕРХБЫСТРОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ОТРИЦАТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННЫХ NV-ЦЕНТРАХ ПРИ НАКАЧКЕ ИХ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ

Терещиков Е.А., Андрианов Е.С.

Published Oct 7, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

Разработана теоретическая модель, объясняющая сверхбыстрое формирование люминесценции в NV-центрах и обеспечивающая количественное согласие с имеющимися экспериментальными данными. Установлено, что в спектре люминесценции NV-центра отсутствует зависящий от времени стоксов сдвиг, который мог бы быть обусловлен релаксацией когерентного фононного возбуждения.

DOI
10.22184/9785948367361.173.174

Related papers

Квантовые сенсоры физических полей на ансамблях NV центров в алмазных наноструктурах

Sergey N. Podlesny, И. А. Карташов, С. М. Тарков

Предел обнаружения квантовых сенсоров на спинах пар азот-вакансия (NV) и их ансамблях в алмазе пропорционален времени дефазировки спинов Т2 * и обратно пропорционален корню их концентрации. Однако Т2 * зависит от спинов других дефектов и обычно Т2 *<Т2 – времени спиновой релаксации на NV центрах. Причем экспериментально выполняется соотношение T2 * << T2 при теоретической величине T2/T2 *  16 за счет неспаренного электрона доноров Ns 0. Важнейшей задачей является увеличение плотности NV центров при сохранении длительного времени спиновой когерентности [2]. Оно зависит как от качества специально разработанных синтетических кристаллов “квантового класса”, так и от формирования ансамблей и гибкости метода химического осаждения из паровой фазы с помощью плазмы (CVD). Проблемой остается создание ансамблей в заданной области с контролем числа NV центров. Задача формирования ансамблей квантового класса была решена в ИФП, ИГМ и ИТФ СО РАН.

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ•Sep 27, 2021•1 citation

Резонансное рассеяние света оптическими фононами в кристалле алмаза с азотозамещенной вакансией

Б.Х. Байрамов, V. V. Toporov, F. B. Bayramov

Сообщается об обнаружении явления резонансного усиления интенсивности рассеяние света оптическими фононами в кристаллах алмаза c азотозамещенной вакансией. Установлено, что при этом определяющую роль в усиления интенсивности такого рассеяния играет процесс необычного резонанса с электронными переходами для оптически активных примесей азота с обеими бесфононными линиями: для нейтрального NV0-центра при 575.468 нм и для отрицательно заряженного NV--центра при 637.874 нм. Полученные экспериментальные данные указывают на обнаружение сильного резонансного усиления интенсивности во входном канале рассеяния для NV0-центра и в выходном канале для NV--центра. Ключевые слова: двойное резонансное рассеяние света, алмаз, NV-центр.

Физика и техника полупроводников•Jan 1, 2020•0 citations

Ансамбли NV- центров квантового качества в высокочистом алмазе после горячей имплантации и высокотемпературного отжига под давлением

Sergey N. Podlesny, И. А. Карташов, В П Попов

Квантовые устройства на спинах точечных дефектов широкозонных полупроводниках, например, NV центров и их ансамблях в алмазе привлекательны возможностью работы при комнатных температурах, однако время спиновой релаксации Т2 * зависит от других дефектов и обычно Т2 *<<Т2 – времени когерентной релаксации на узловых атомах азота Ns. Проблемой остается их создание в заданной области, единственным способом которого является имплантация, создающая массу других дефектов. Решить проблему “квантового качества” можно двумя способами. Во-первых, формированием сверхрешеток из узловых атомов азота с регулярными рельефом для их встраивания при росте из газовой фазы, а затем захватом вакансий, сформированных при локальном облучении и нагреве сфокусированным пучком, в соседние c азотом узлы. Во-вторых, внедрением одиночных ионов N+ имплантерами с регистрацией фотонной или электронной эмиссии от вошедшего в мишень иона или заряда на её поверхности, управляющих процессом переноса ионного пучка в новую точку.

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ•Sep 27, 2021•0 citations

NV-центры в алмазе. Часть III: квантовые алгоритмы, масштабирование, гибридные системы

А. В. Цуканов

В этой части обзора рассматриваются реализованные к настоящему времени элементарные квантовые алгоритмы и обсуждаются перспективы создания полномасштабного квантового компьютера на NV-центрах в алмазе. Анализируются NV-гибридные системы, которые могут функционировать как элементы связи между удаленными NV-кубитами.

Микроэлектроника•Jan 1, 2013•0 citations

Флуоресценция некогерентно возбуждаемой открытой квантовой полярной системы под воздействием нерезонансного импульса

Andrey Vladimirovich Soldatov

Методами неравновесной квантовой статистической механики смоделирован и исследован процесс высокочастотной флуоресценции двухуровневой открытой квантовой системы, обладающей постоянным электрическим дипольным моментом и взаимодействующей с нерезонансным импульсом монохроматического электромагнитного (лазерного) поля. Исследованная система может быть реализована посредством одноэлектронной асимметричной полупроводниковой квантовой точки, обладающей неравными диагональными матричными элементами оператора электрического дипольного момента в основном и возбужденном квантовых состояниях. Квантовая точка непрерывно возбуждается посредством некогерентной накачки и взаимодействует с диссипативным окружением, а также с амплитудно-модулированным импульсом, несущая частота которого намного меньше частоты оптического перехода квантовой точки. Получено явное выражение для зависящего от времени спектра интенсивности флуоресценции как функции амплитуды, длительности, фазы и частоты несущего монохроматического поля прямоугольного импульса, а также интенсивности накачки и времени наблюдения. Показано, что импульс сам по себе не вносит сколько-нибудь заметного энергетического вклада в интенсивность флуоресценции, а скорее способствует распределению энергии некогерентной накачки по совокупности спектральных пиков, которые возникают под воздействием этого импульса вместо единственного спектрального пика флуоресценции, наблюдаемого до прихода импульса и после его прохождения.

Теоретическая и математическая физика•Nov 29, 2025•0 citations

Квантовая память на ансамблевых состояниях NV-центров в алмазе

А. В. Цуканов

В работе рассмотрены и проанализированы основные результаты экспериментальных и теоретических исследований, обосновывающие возможность создания квантовых вычислительных систем с раздельной структурой. Данные системы включают в себя операционную часть и память, а также коммуникационную квантовую сеть, осуществляющую обмен данными между ними. Мы начинаем знакомство с такими гибридными квантовыми устройствами с изучения твердотельных систем, где в качестве элемента памяти используется макроскопическое число (ансамбль) NV-центров в алмазе, а в роли операционного элемента и квантовой сети выступают сверхпроводниковые мезоскопические наноструктуры.

Микроэлектроника•Jan 1, 2013•0 citations
Разработана теоретическая модель, объясняющая сверхбыстрое формирование люминесценции в NV-центрах и обеспечивающая количественное согласие с имеющимися экспериментальными данными. Установлено, что в спектре люминесценции NV-центра отсутствует зависящий от времени стоксов сдвиг, который мог бы быть обусловлен релаксацией когерентного фононного возбуждения.
Предел обнаружения квантовых сенсоров на спинах пар азот-вакансия (NV) и их ансамблях в алмазе пропорционален времени дефазировки спинов Т2 * и обратно пропорционален корню их концентрации. Однако Т2 * зависит от спинов других дефектов и обычно Т2 *<Т2 – времени спиновой релаксации на NV центрах. Причем экспериментально выполняется соотношение T2 * << T2 при теоретической величине T2/T2 *  16 за счет неспаренного электрона доноров Ns 0. Важнейшей задачей является увеличение плотности NV центров при сохранении длительного времени спиновой когерентности [2]. Оно зависит как от качества специально разработанных синтетических кристаллов “квантового класса”, так и от формирования ансамблей и гибкости метода химического осаждения из паровой фазы с помощью плазмы (CVD). Проблемой остается создание ансамблей в заданной области с контролем числа NV центров. Задача формирования ансамблей квантового класса была решена в ИФП, ИГМ и ИТФ СО РАН.
Сообщается об обнаружении явления резонансного усиления интенсивности рассеяние света оптическими фононами в кристаллах алмаза c азотозамещенной вакансией. Установлено, что при этом определяющую роль в усиления интенсивности такого рассеяния играет процесс необычного резонанса с электронными переходами для оптически активных примесей азота с обеими бесфононными линиями: для нейтрального NV0-центра при 575.468 нм и для отрицательно заряженного NV--центра при 637.874 нм. Полученные экспериментальные данные указывают на обнаружение сильного резонансного усиления интенсивности во входном канале рассеяния для NV0-центра и в выходном канале для NV--центра. Ключевые слова: двойное резонансное рассеяние света, алмаз, NV-центр.
Квантовые устройства на спинах точечных дефектов широкозонных полупроводниках, например, NV центров и их ансамблях в алмазе привлекательны возможностью работы при комнатных температурах, однако время спиновой релаксации Т2 * зависит от других дефектов и обычно Т2 *<<Т2 – времени когерентной релаксации на узловых атомах азота Ns. Проблемой остается их создание в заданной области, единственным способом которого является имплантация, создающая массу других дефектов. Решить проблему “квантового качества” можно двумя способами. Во-первых, формированием сверхрешеток из узловых атомов азота с регулярными рельефом для их встраивания при росте из газовой фазы, а затем захватом вакансий, сформированных при локальном облучении и нагреве сфокусированным пучком, в соседние c азотом узлы. Во-вторых, внедрением одиночных ионов N+ имплантерами с регистрацией фотонной или электронной эмиссии от вошедшего в мишень иона или заряда на её поверхности, управляющих процессом переноса ионного пучка в новую точку.
В этой части обзора рассматриваются реализованные к настоящему времени элементарные квантовые алгоритмы и обсуждаются перспективы создания полномасштабного квантового компьютера на NV-центрах в алмазе. Анализируются NV-гибридные системы, которые могут функционировать как элементы связи между удаленными NV-кубитами.
Методами неравновесной квантовой статистической механики смоделирован и исследован процесс высокочастотной флуоресценции двухуровневой открытой квантовой системы, обладающей постоянным электрическим дипольным моментом и взаимодействующей с нерезонансным импульсом монохроматического электромагнитного (лазерного) поля. Исследованная система может быть реализована посредством одноэлектронной асимметричной полупроводниковой квантовой точки, обладающей неравными диагональными матричными элементами оператора электрического дипольного момента в основном и возбужденном квантовых состояниях. Квантовая точка непрерывно возбуждается посредством некогерентной накачки и взаимодействует с диссипативным окружением, а также с амплитудно-модулированным импульсом, несущая частота которого намного меньше частоты оптического перехода квантовой точки. Получено явное выражение для зависящего от времени спектра интенсивности флуоресценции как функции амплитуды, длительности, фазы и частоты несущего монохроматического поля прямоугольного импульса, а также интенсивности накачки и времени наблюдения. Показано, что импульс сам по себе не вносит сколько-нибудь заметного энергетического вклада в интенсивность флуоресценции, а скорее способствует распределению энергии некогерентной накачки по совокупности спектральных пиков, которые возникают под воздействием этого импульса вместо единственного спектрального пика флуоресценции, наблюдаемого до прихода импульса и после его прохождения.
В работе рассмотрены и проанализированы основные результаты экспериментальных и теоретических исследований, обосновывающие возможность создания квантовых вычислительных систем с раздельной структурой. Данные системы включают в себя операционную часть и память, а также коммуникационную квантовую сеть, осуществляющую обмен данными между ними. Мы начинаем знакомство с такими гибридными квантовыми устройствами с изучения твердотельных систем, где в качестве элемента памяти используется макроскопическое число (ансамбль) NV-центров в алмазе, а в роли операционного элемента и квантовой сети выступают сверхпроводниковые мезоскопические наноструктуры.