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Quantum Sensing of Spin Dynamics Using Boron-Vacancy Centers in Hexagonal Boron Nitride

六方氮化硼 空位缺陷 氮化硼 材料科学 凝聚态物理 自旋(空气动力学) 化学物理 纳米技术 物理 核物理学 热力学 石墨烯
作者
Shekhar Das,Alex L. Melendez,I-Hsuan Kao,Janeth Alexandra García-Monge,Daniel Russell,Jiahan Li,Kenji Watanabe,Takashi Taniguchi,James H. Edgar,Jyoti Katoch,Fengyuan Yang,P. C. Hammel,Simranjeet Singh
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:133 (16)
标识
DOI:10.1103/physrevlett.133.166704
摘要

Spin defects embedded in solid-state systems are appealing for quantum sensing of materials and for quantum science and engineering. The spin-sensitive photoluminescence of optically active spin defects in Van der Waals based materials, such as the boron-vacancy (V_{B}^{-}) center in hexagonal boron nitride, enables its application as a quantum sensor to detect weak, spatially localized magnetic static and dynamic fields. However, the utility of V_{B}^{-} centers to probe spin dynamics in magnetic systems has yet to be demonstrated; this is essential to establish the V_{B}^{-} as a modular sensing platform that can be seamlessly integrated with emergent quantum materials to probe a wide range of static and dynamic phenomena. Here, we use V_{B}^{-} centers to experimentally probe uniform mode magnon dynamics and optically perform ferromagnetic resonance spectroscopy on a thin magnetic film.
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