Browsing by Author "Maze Ríos, Jerónimo"
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- ItemA diamond nanowire single-photon source(2010) Babinec, T.; Maze Ríos, Jerónimo
- ItemAb initio study of the split silicon-vacancy defect in diamond: Electronic structure and related properties(2013) Maze Ríos, Jerónimo
- ItemAtrapamiento y análisis del movimiento de partículas dieléctricas mediante la técnica de pinzas ópticas(2024) Moreno Martínez, Antonia Angélica; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaLas pinzas ópticas son una innovadora técnica en el campo de la física experimental que ha permitido estudios en diferentes disciplinas. Este trabajo busca analizar el movimiento de partículas esféricas y dieléctricas atrapadas ópticamente en un sistema de agua con bajo número de Reynolds, mediante la adquisición de datos en tiempo real y el análisis numérico con herramientas tales como la correlación del desplazamiento y la densidad espectral de potencia.
- ItemBayesian estimation for quantum sensing in the absence of single-shot detection(2019) Tavakoli Dinani, Hossein; Berry, DW.; González, R.; Maze Ríos, Jerónimo; Bonato, C
- ItemChemical sensor based on nitrogen-vacancy centers in diamond(2020) Santibáñez Cisternas, Vicente Andrés; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaDuring the last decade, the nitrogen-vancancy (NV) center in diamond has emerged as a solid platform for nanoscale quantum sensing, within which is electrometry and magnetometry. Owing to the NV center high sensitivity and the fact that the diamond withstands adverse environmental conditions, a chemical sensor based on NV centers is a promising candidate for measurements during mining processes. Here, we use a microfluidic confocal microscope and a shallow-implanted diamond with different implantation spots, which are circular areas of 35 um diameter, to perform longitudinal spin relaxometry in the presence of sodium sulfate in aqueous solution in order to determine the T1 relaxation time behaviour. We observed that by increasing sodium sulfate concentration, the longitudinal spin relaxation time decreases, being this effect more noticeable as the NV centers are closer to the diamond surface and, with respect to the 1/T1 parameter, it gives signs to exhibit a quadratic response with concentration. On the other hand, the T1 values are distributed along the implantation spot diameter, reaching minimum values around the spot center and maximum values at the edges, which is evidence that NV centers with different orientations coexist in the same implantation spot. These results lay the foundation for a possible second stage in our chemical sensor development in which, after certain set-up modifications, new pulse-sequence protocols could be tried.
- ItemCoherence of nitrogen-vacancy electronic spin ensembles in diamond(2010) Stanwix, P.; Maze Ríos, Jerónimo
- ItemCoherent population trapping with a controlled dissipation: applications in optical metrology(2018) Nicolas, L.; Delord, T.; Jamonneau, P.; Coto Cabrera, Raúl; Maze Ríos, Jerónimo; Jacques, V.; Hetet, G.
- ItemCompetition between electric field and magnetic field noise in the decoherence of a single spin in diamond(2016) Jamonneau, P.; Lesik, M.; Tetienne, J.; Alvizu, I.; Mayer, L.; Dréau, A.; Kosen, S.; Roch, J.; Maze Ríos, Jerónimo; Meijer, J.; Teraji, T.; Kubo, Y.; Bertet, P.; Pezzagna, S.; Jacques, V.
- ItemCooling phonons with phonons : acoustic reservoir engineering with silicon-vacancy centers in diamond(2016) Kepesidis, K.; Lemonde, M.; Norambuena, A.; Maze Ríos, Jerónimo; Rabl, P.
- ItemCreación de defectos ópticos poco profundos en sólidos por implantación de iones(2020) Reyes Almanza, Arturo; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaDesde hace poco más de una década investigaciones de defectos en sólidos han tenido gran relevancia. La manipulación coherente y controlada de sistemas cuánticos como el espín nuclear y electrónico asociados a moléculas creadas de forma artificial en sistemas sólidos, permitirá el desarrollo de sistemas altamente sensibles. Defectos ópticos puntuales cercanos a la superficie como los centros NV en diamante, son objetos de estudio debido a su alta sensitividad magnética. Para estos fines, el desarrollo de una metodología para el control en la creación de defectos ópticos en sólidos es fundamental. Este trabajo realiza el método de implantación de iones a baja energía para la creación de defectos ópticos de centro NV cercanos a la superficie. Por medio de un cañón de iones se ionizó gas 14N a 5000 eV para generar un haz de iones focalizado que impactó una muestra de diamante tipo IIa ultra puro. Ambas caras del material se expusieron a 9 puntos producidos por el sistema de implantación. El diámetro del haz logrado fue de 600 µm. La cara 1, a una presión de 3 x 10−7 mbar, se expuso a un haz de 3 µA obteniendo una dosis aproximada por punto de 2 x 1017 iones·cm−2. La cara 2, a una presión de 5.4 x 10−7 mbar, fue expuesta a un haz de 5 µA, obteniendo una dosis por punto de 1 x 1019 iones·cm−2 . Posteriormente, la muestra de diamante fue calentada a 800°C. Por medio de un análisis en SRIM se determinó que en promedio los iones alcanzan una profundidad de 8.5 nm. Mediante microscopía confocal en cada cara se encontraron 8 defectos ópticos de espectro de emisión asociados a Centros L1 los cuales requieren mayores estudios para su caracterización.Desde hace poco más de una década investigaciones de defectos en sólidos han tenido gran relevancia. La manipulación coherente y controlada de sistemas cuánticos como el espín nuclear y electrónico asociados a moléculas creadas de forma artificial en sistemas sólidos, permitirá el desarrollo de sistemas altamente sensibles. Defectos ópticos puntuales cercanos a la superficie como los centros NV en diamante, son objetos de estudio debido a su alta sensitividad magnética. Para estos fines, el desarrollo de una metodología para el control en la creación de defectos ópticos en sólidos es fundamental. Este trabajo realiza el método de implantación de iones a baja energía para la creación de defectos ópticos de centro NV cercanos a la superficie. Por medio de un cañón de iones se ionizó gas 14N a 5000 eV para generar un haz de iones focalizado que impactó una muestra de diamante tipo IIa ultra puro. Ambas caras del material se expusieron a 9 puntos producidos por el sistema de implantación. El diámetro del haz logrado fue de 600 µm. La cara 1, a una presión de 3 x 10−7 mbar, se expuso a un haz de 3 µA obteniendo una dosis aproximada por punto de 2 x 1017 iones·cm−2. La cara 2, a una presión de 5.4 x 10−7 mbar, fue expuesta a un haz de 5 µA, obteniendo una dosis por punto de 1 x 1019 iones·cm−2. Posteriormente, la muestra de diamante fue calentada a 800°C. Por medio de un análisis en SRIM se determinó que en promedio los iones alcanzan una profundidad de 8.5 nm. Mediante microscopía confocal en cada cara se encontraron 8 defectos ópticos de espectro de emisión asociados a Centros L1 los cuales requieren mayores estudios para su caracterización.
- ItemCreation and far-field optical detection of single spins with nanometric resolution(2010) Wildanger, D.; Maze Ríos, Jerónimo; Pezzagnia, S.; Meijer, J.; Hell, S.W.
- ItemDesign of microwave antennas for nitrogen-vacancy centers applications(2018) Ortiz Moreno, Ari Rolando; Maze Ríos, Jerónimo; Gence, Loik; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaNitrogen-vacancy centers in diamond are promising candidates for a wide range of applications due to their quantum sensing capabilities at room temperature and easy optical readout and manipulation by means of confocal microscopy and the application of microwave radiation. Applying microwave radiation is not a trivial task depending on the application. If a single NV center is addressed, then a thin (20 —m diameter) copper wire is sufficient if the NV is within 50 —m from the wire. However in a large area with a lot of NV centers that must be addressed simultaneously with a homogeneous microwave intensity, then a more specialized microwave antenna is required. Towards this goal, a complete procedure for developing microstrip antennas for NV centers applications is presented. In order to drive all NV centers that point along a given direction with the same intensity, an antenna with a uniform intensity over this area is needed, which is not a trivial task. At a given power, there is a compromise between a uniform intensity and high intensity. This procedure includes the antenna design using optical lithography in order to achieve the desired spatial resolution, fabrication and testing using a vector network analyzer and different diamond samples. The fabricated antennas reached a maximum transmission of around 40% near the desired frequency (2.87 GHz), a 100 MHz bandwidth and are capable of resolving electronic spin resonance with a maximum contrast of 22%.
- ItemDiffraction Unlimited All-Optical Recording of Electron Spin Resonances(2011) Wildanger, D.; Maze Ríos, Jerónimo
- ItemDinámica de espín electrónico y nuclear en diamante(2021) Duarte Portilla, Héctor; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de FísicaDurante los últimos años los centros de color o defectos ópticos en sólidos han emergido como potenciales candidatos para aplicaciones en metrología cuántica y transmisión y procesamiento de información cuántica. El modelamiento de las propiedades ópticas y de otros grados de libertad asociados a estos defectos es crucial para la implementación exitosa de estas aplicaciones o tecnologías. Muchas de estas propiedades como, por ejemplo, la coherencia de espines tanto electrónicos como nucleares, asociados a los defectos, son afectadas en gran medida por su interacción con el medio ambiente. Recientemente se ha encontrado experimentalmente que los espines nucleares aledaños pueden ser polarizados utilizando la dinámica del espín electrónico central del centro NV. La descripción y entendimiento de este fenómeno es crucial tanto para mitigar la decoherencia causados por el medio ambiente o baño de espines nucleares, como para el desarrollo de memorias nucleares y procesamiento de información ocupando espines nucleares. En esta tesis, en primer lugar, se realiza un estudio sobre evoluciones coherentes y se presenta un nuevo término no adiabático que permite entender fases acumuladas en evoluciones no adiabáticas. Logrando resolver de manera exacta la evolución no adiabática de un espín electrónico en presencia de un campo magnético oscilante. Luego se propone como utilizar las secuencias de Ramsey y Espín-ECHO sobre el centro NV para encontrar interferencia producto de una fase geométrica. Además, describimos la polarización de espines nucleares en el medio ambiente del centro de color NV bajo bombeo óptico de un espín central y radiación de microonda resonante con un espín electrónico central asociado a los centros de color NV. Se utiliza el formalismo matemático basado en la ecuación maestra para describir la dinámica del espín electrónico central en presencia de un baño radiativo fotónico y la acción de un bombeo óptico mediante un láser. Con ello se caracteriza la dinámica de polarización de espines nucleares acoplados coherentemente mediante interacción hiperfina con el espín electrónico central para varias condiciones de campo magnético externo (magnitud y orientación). Y se introduce la técnica de marco rotante y aproximación de marco rotante para caracterizar el rol de la radiación de microonda resonante con el espín electrónico central. Logramos ejemplificar cómo los acoplamientos por componente de interacción hiperfina posibilitan la polarización de espines nucleares, y como afecta o contribuye a este objetivo la magnitud de las componentes anisotrópicas de esta interacción. Se muestra además, para cuatro modelos de tasas de transición, como la tasas de cruce internos del sistema y las transiciones que no preservan espín reducen la polarización electrónica, lo que a su vez reduce la polarización nuclear. Por un lado, los resultados de esta tesis permitirán modelar evoluciones no adiabáticas, y por otro lado, muestran un camino para lograr validar el modelo de tasas de transición que mejor se ajuste al centro NV y polarizar un gran número de espines nucleares y a su vez habilitar aplicaciones en metrología como magnetometría con un bajo ruido magnético y por ende aumentando su sensibilidad.
- ItemEffect of hydrogen addition on the deposition of titanium nitride thin films in nitrogen added argon magnetron plasma(2016) Saikia, P.; Bhuyan, Heman; Díaz Droguett, Donovan Enrique; Guzman, F.; Mändl, S.; Saikia, B. K.; Favre Domínguez, Mario; Maze Ríos, Jerónimo; Wyndham, E.
- ItemEffect of phonons on the electron spin resonance absorption spectrum(2020) Norambuena, A.; Jimenez, A.; Becher, C.; Maze Ríos, Jerónimo
- ItemEffect of phonons on the optical properties of color centers in diamond(2017) Norambuena Zamorano, Ariel; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaDuring the last decade color centers in large band gap materials have received great attention due to the large degree of control that is possible to achieve of their internal degrees of freedom. They are leading candidates for quantum information and quantum metrology applications. At the same time, they have allowed the scientific community to explore and understand fundamental aspects related to the interaction between a system and its environment. In particular, the interaction of an electronic spin (the system) and vibrational degrees of freedom (the environment) deserve special attention for the successful implementation of systems in optoelectronic devices. Here, in this thesis we present microscopic models to theoretically understand the effect of phonons on the electronic and optical properties of color centers in diamond. First, we consider a microscopic model to study the electron-phonon interaction between the localized electronic states of a single negatively charged silicon-vacancy center and lattice vibrations. Using the spin-boson model, the Kubo formula, and molecular dynamics simulations we numerically reproduce the observed isotopic shift of the phonon side band in good agreement with recent experiments. Second, we develop a microscopic model for the spin-lattice relaxation dynamics of the negatively charged nitrogen-vacancy center in diamond in order to reproduce the temperature dependence of the longitudinal spin relaxation rate from temperatures ranging from 10 mK to 475 K. Next, we consider a microscopic model for the electron spin resonance (ESR) absorption spectrum of e ⊗ E ⊗ SU(2) Jahn-Teller systems when an oscillating magnetic field is applied. This system is studied in order to understand the phononic dynamical suppression of the electron spin resonance in color centers with spin-1/2. Finally, we introduce the strain Hamiltonian of the negatively charged silicon-vacancy center in diamond. This Hamiltonian has interesting properties foroptomechanical systems based on the strain-induced coupling between compression modes of a diamond cantilever and individual negatively charged silicon-vacancy centers.
- ItemEffective hamiltonians of the negatively charged nitrogen-vacancy center in diamond under external perturbations(2019) Jiménez, Alejandro; Maze Ríos, Jerónimo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de FísicaIn this thesis, we present a procedure that encompasses the effect of all higher states in the system of the NV Center to formulate a non-diagonal effective Hamiltonian of a particular sub Hilbert space. In this case, the ground state triplet of the center. We start by using group theory to describe the different states of the system in terms of the center symmetrize orbitals. Then we proceed to describe the different interactions in the defect such as the Coulomb interaction, spin orbit interaction, spin-spin interaction, electromagnetic field interaction and strain interaction. An effective Hamiltonian of the ground state is obtained that considers the effect of higher exited states. Finally, we compare the results with recent experimental data.
- ItemEfficient single photon emission from a high-purity hexagonal boron nitride crystal(2016) Martínez, L.; Pelini, T.; Waselowski, V.; Maze Ríos, Jerónimo; Gil, B.; Cassabois, G.; Jacques, V.
- ItemElectron spin decoherence of single nitrogen-vacancy defects in diamond(2008) Maze Ríos, Jerónimo