Вышедшие номера
Однородные и неоднородные ширины линий в оптических спектрах кристалла Y2SiO5 : 171Yb3+
French Agence Nationale de la Recherche, ANR MIRESPIN project, ANR-19-CE47-0011
European Union’s Horizon , 2020 Research and Innovation Programme , . 820391 (Square)
Lafitte-Houssat Eloise1,2, Ferrier Alban1,3, Afzelius Mikael4, Berger Perrine2, Morvan Loic2, Welinski Sacha2, Goldner Philippe1
1Chimie ParisTech, PSL University, CNRS, Institut de Recherche de Chimie Paris, Paris, France
2Thales Research and Technology, 1 Avenue Augustin Fresnel, Palaiseau, France
3Faculte des Sciences et Ingenierie, Sorbonne Universite, Paris, France
4Departement de Physique Appliquee, Universite de Geneve, , CH-1211 Geneve, Switzerland
Email: philippe.goldner@chimieparistech.psl.eu
Поступила в редакцию: 28 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 28 июня 2021 г.
Принята к печати: 16 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 9 ноября 2021 г.

Ионы редкоземельных элементов (РЗЭ) обладают большими временами оптической и спиновой когерентности, вследствие чего их активно исследуют в контексте создания оптически управляемых спиновых систем для квантовых технологий. Трехзарядный изотоп иттербия 171Yb3+, у которого и электронный, и ядерный спины имеют значение 1/2, в последнее время вызывает интерес из-за простой сверхтонкой структуры, которая к тому же может иметь результатом длительное время когерентности в отсутствие магнитного поля, что является необычным свойством для парамагнитных ионов РЗЭ. В данной работе мы исследуем неоднородную и однородную ширины линий в оптических спектрах иона иттербия в кристалле Y2SiO5 : 171Yb3+ (в структурной позиции 2). В то время как неоднородная ширина линии не коррелирует с концентрацией 171Yb3+, однородная ширина сильно уменьшается при уменьшении концентрации от 10 до 2 ppm, достигая значения 255 Hz при температуре 3 K. Это предположительно объясняется замедлением процесса флип-флоп переворотов спинов в основном состоянии ионов 171Yb3+. Ключевые слова: редкоземельные элементы, квантовые технологии, кристаллы, спектроскопия высокого разрешения.
  1. P. Goldner, A. Ferrier, O.Guillot-Noel. Handbook Phys. Chem. Rare Earths, ed. by J.-C.G. Bunzli and V.K. Pecharsky (Elsevier, Amsterdam, 2015), V. 46, p. 1-78
  2. D.D. Awschalom, R. Hanson, J. Wrachtrup, B.B. Zhou. Nat. Photonics., 12, 516 (2018). DOI: 10.1038/s41566-018-0232-2
  3. T. Zhong, P. Goldner. Nanophotonics, 8, 2003 (2019). DOI: 10.1515/nanoph-2019-0185
  4. A. Ortu, A. Tiranov, S. Welinski, F. Frowis, N. Gisin, A. Ferrier, P. Goldner, M. Afzelius. Nat. Mater., 17, 671 (2018). DOI: 10.1038/s41563-018-0138-x
  5. M. Businger, A. Tiranov, K.T. Kaczmarek, S. Welinski, Z. Zhang, A. Ferrier, P. Goldner, M. Afzelius. Phys. Rev. Lett., 124, 053606 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.053606
  6. J.M. Kindem, A. Ruskuc, J.G. Bartholomew., J. Rochman, Y.Q. Huan, A. Faraon. Nature, 580, 201 (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2160-9
  7. J.G. Bartholomew, J. Rochman, T. Xie, J.M. Kindem, A. Ruskuc, I. Craiciu, M. Lei, A. Faraon. Nat. Commun., 11, 3266 (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16996-x
  8. T. Bottger, C.W. Thiel, R.L. Cone, Y. Sun, A. Faraon. Phys. Rev. B, 4, 045134 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevB.94.045134
  9. S. Welinski, A. Tiranov, M. Businger, A. Ferrier, M. Afzelius, P. Goldner. Phys. Rev. X, 10, 031060 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevX.10.031060
  10. N. Agladze, M.N. Popova, G. Zhizhin, V. Egorov, M. Petrova. Phys. Rev. Lett., 66, 477 (1991). DOI: 10.1103/PhysRevLett.66.477
  11. E.P. Chukalina, M.N. Popova. Phys. Lett. A, 262, 191 (1999). DOI: 10.1016/S0375-9601(99)00687-8
  12. M.N. Popova, E.P. Chukalina, B. Malkin, S.K. Saikin. Phys. Rev. B, 61, 7421 (2000). DOI: 10.1103/PhysRevB.61.7421
  13. K.N. Boldyrev, M.N. Popova, B. Malkin, N.M. Abishev. Phys. Rev. B, 99, 041105 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevB.99.041105
  14. A. Tiranov, A. Ortu, S. Welinski, A. Ferrier, P. Goldner, N. Gisin, M. Afzelius. Phys. Rev. B, 98, 195110 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevB.98.195110
  15. R.D. Shannon, C.T. Prewitt. Acta Crystallogr. B, 25, 925 (1969). DOI: 10.1107/S0567740869003220
  16. D.E. McCumber, M.D. Sturge. J. Appl. Phys. 34, 1682 (1963). DOI: 10.1063/1.1702657
  17. F. Konz, Y. Sun, C.W. Thiel, R.L. Cone, R. Equall, R. Hutcheson, R.M. Macfarlane. Phys. Rev. B, 68, 085109 (2003). DOI: 10.1103/PhysRevB.68.085109
  18. T. Bottger, C.W. Thiel, Y. Sun, R.L. Cone. Phys. Rev. B, 73, 075101(2006). DOI: 10.1103/PhysRevB.73.075101

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.