1 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/20111 W ł asno ś ci optyczne atom – cz ą steczka – kryszta ł R. Eisberg, R. Resnick, „Fizyka kwantowa…” PWN, 1983

2 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/20112 www.fizyka.ukw.edu.pl/suchocki/.../Spektroskopia_Optyczna_Ciala_Stalego_cz6.pdf

3 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/20113

4 4

5 5 Roger G. Burns „Mineralogical Applications of Crystal Field Theory”, Cambridge Univ. Press, 2nd Ed. 1993

6 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/20116

7 7

8 8

9 9

10 10 Centra barwne nitrogen vacancy (NV)

11 11 Technologia centrów NV – 1 o syntetyczne diamenty a) HPHT (High Pressure High Temperature) b) CVD (Chemical Vapor Deposition)  cena, kontrola parametrów (koncentracja N: 6 –600 ppm, 10 18 –10 20 cm –3, zawarto ść azotu - typ Ia lub IIa ) na ś wietlanie wi ą zk ą jonizuj ą c ą (e, p, He +,... @ 1.7–3 MeV, 10 16 –10 18 cm – 2 ) V N

12 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/201112 Wygrzewanie (1-3 h @ 600-900 o C, odpowiednia atmosfera) Ró ż ne stany ł adunkowe: NV –, NV 0 mo ż liwe modyfikacje → (wi ą zka jonizuj ą ca, laserowa...) → ruchliwo ść wakancji → przy łą czenie wakancji przez atom azotu → centrum barwne NV Technologia centrów NV – 2 o

13 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/201113 6 elektronów (2 dziury) → stan podst. S = 1 rzadko ść ! 3 E 3 A 2 1 A 1 ( e 2 ) ( e 1 a 1 1 ) ( e 2 ) Własności spektroskopowe Struktura elektronowa NV – 100  W @ 532 nm ZPL NV – Zero-Phonon Line  18 518 cm -1 14 706 cm -1

14 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/201114

15 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/201115 Pompowanie optyczne  transfer atomów z |±1  do |0  (pompowanie optyczne)  polaryzacja spinowa (P>80%) 2, 88 GHz intersystem crossing 3 A 1  1 A 1 

16 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 3 2010/201116 Optyczna detekcja stanu spinowego prawdopodobie ń stwa absorpcji; |0  rozprasza 30% wi ę cej fotonów ni ż |±1   |0  : stan jasny  |±1  : stan ciemny technika ODMR ( Optically Detected Magnetic Resonance ) ( ADMR, FDMR) – transfer populacji mi ę dzy podpoziomami spinowymi przez rezonansowe pole  w, ESR (podwójny rezonans) – detekcja zmian absorpcji, fluorescencji,... 2.88 GHz absorpcja fluorescencja |M S =0> |M S = ±1>