동위원소 다이아몬드 전자 스핀 결맞음

고체 스핀 결함은 양자 네트워크 구현에 유망한 플랫폼이나, 긴 기저 상태 스핀 결맞음 시간과 스핀-광자 얽힘을 위한 일관된 광학 전이를 동시에 확보하는 것이 핵심 과제입니다. 본 연구에서는 (111) 방향으로 성장시킨 동위원소 제어 다이아몬드 내 단일 질소-공공(NV) 중심의 스핀 및 광학 결맞음 특성을 탐구했습니다. 정밀하게 제어된 탄소-13 농도와 낮은 ppb 수준의 질소 농도를 갖는 다이아몬드를 성장시켰습니다. 또한, 실시간 피드포워드 방식과 맞춤형 디커플링 시퀀스를 활용하여 50 Hz 노이즈를 효과적으로 완화했습니다. 이러한 노력으로 결함 전자 스핀 결맞음 시간에서 기록적인 성과를 달성했습니다. Hahn 에코 방식에서 T2 = 6.8(1) ms, 동적 디커플링 하에서는 T2DD = 11.2(8) s를 기록했습니다. 더불어, 16.9(4) MHz의 균일 선폭(515nm 조명 하 222(3) MHz 비균일 확산)을 갖는 수명 한계에 근접한 일관된 광학 전이를 관찰하고 스펙트럼 확산 동역학을 특성화했습니다. 이 연구 결과는 다이아몬드 내 불순물 통합 연구에 새로운 방향을 제시하며, 양자 네트워크 및 기타 양자 기술을 위한 스핀 큐비트 제어 향상에 중요한 기회를 제공합니다.