Slāpekļa-vakanču centru T1 relaksācijas laika raksturošana un magnētiskā lauka kartēšana izmantojot slāpekļa-vakanču slāni makslīgā dimantā

Abstract

Šajā darbā tiek aplūkota magnētiskā lauka kartēšana, izmantojot slāpekļa-vakances (NV) centru slāni dimantā Tika mērītas feromagnētiskas daļiņas ar diametriem 4 μm, 2 μm un superparamagnētiskas daļiņas ar diametru 500 nm. Magnētisko daļiņu īpašības iegūtas, piedzenot iegūtos magnētiskos attēlus ar profilu, kas atbilst ideālam dipolam. Iegūtās vērtības atšķīrās no tām, kas nomērītas tilpuma materiālam 3-4 reizes. Darba ietvaros tika aplūkoti iespējamo atšķirību cēloņī. Tika iegūta T1 relaksācijas laika atkarība no ārējā magnētiskā lauka un NV centru koncentrācijas. NV koncentrācija pozitīvi korelē ar relaksācijas ātrumu 1/T1. Pie lielām NV koncentrācijām būtisku lomu spēlē NV-NV mijiedarbība, bet pie zemām koncentrācijām būtiskākie ir fononu procesi.

We have obtained magnetic images, using a layer of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. Ferromagnetic particles with diameters 4 μm and 2 μm as well as superparamagnetic particles with a diameter of 500 nm were measured. Their properties were obtain by fitting the magnetic image with a profile of a magnetic dipole. The obtained values differed from those measured in a bulk sample 3-4 times. Possible causes for this discrepancy were examined T1 relaxation rates were obtained as function of an external magnetic field and NV concentration. NV concentration was positively correlated with the relaxation rate. Relaxation due to dipole interaction between NV centers are dominant for large NV concentrations while phonon processes were more important for lower concentrations.