Nullfeldaufspaltung D
2.8700
GHz
Simulationswerkzeug · ODMR an NV-Zentren
Was der Diamant zeigen wird.
RESONANZWERK rechnet das ODMR-Spektrum eines NV-Ensembles aus dem vollständigen Spin-1-Hamiltonian — alle vier Kristall-Orientierungen, beliebiges Magnetfeld, Verspannung, Temperatur. Damit lässt sich ein Aufbau planen und ein gemessenes Spektrum deuten, bevor Hardware da ist.
ODMR-Spektrum · Fluoreszenz gegen Mikrowellenfrequenz
Sichtbare Linien
8
von 8 möglichen
Spreizung
0
MHz
Signal / Rausch
0
tiefste Linie
Resonanzen im Detail
| Orientierung | B∥ (mT) | B⊥ (mT) | f− (MHz) | f+ (MHz) | rel. Stärke |
|---|
Modell und Grenzen
Gerechnet wird der Grundzustands-Hamiltonian H = D·Sz² + E·(Sx²−Sy²) + γ·B·S als 3×3-Matrix je Orientierung, numerisch diagonalisiert (Jacobi-Verfahren). Übergangsstärken aus den Matrixelementen von Sx und Sy, also für unpolarisierte Mikrowelle. D verschiebt sich mit −74 kHz/K.
Nicht enthalten: Hyperfeinstruktur (¹⁴N-Triplett bei 2,14 MHz, ¹³C-Kopplungen), Leistungsverbreiterung durch die Mikrowelle, Ladungszustands-Dynamik NV⁻/NV⁰, ungleiche Besetzung der vier Orientierungen bei texturiertem Material. Die Verspannungsachse wird der Transversalfeld-Richtung gleichgesetzt — eine Vereinfachung.
Für Ensembles in Nanodiamant-Pulver mitteln sich die Orientierungen zufällig aus; dann ist das Spektrum ein verschmiertes Kontinuum statt acht scharfer Linien. Diese Simulation beschreibt einkristallines [100]-Material wie in den Element-Six-DNV-Plättchen.