Imagerie de l'environnement de charge local des centres azote-vacance dans le diamant

Caractériser l'environnement interne local entourant les défauts de spin à l'état solide est crucial pour les exploiter comme des capteurs à l'échelle nanométrique des champs externes. Cela est particulièrement pertinent dans le cas des ensembles de défauts qui peuvent exhiber une interaction complexe entre les interactions, les champs internes et la contrainte du réseau. En travaillant avec le centre azote-vacance (NV) dans le diamant, nous démontrons que les champs électriques locaux dominent le comportement de résonance magnétique des ensembles NV à un faible champ magnétique. Nous introduisons un modèle microscopique simple qui capture quantitativement les spectres observés pour des échantillons avec des concentrations de NV s'étendant sur plus de deux ordres de magnitude. Motivés par cette compréhension, nous proposons et mettons en œuvre une nouvelle méthode pour la localisation à l'échelle nanométrique des charges individuelles au sein du réseau de diamant ; notre approche repose sur le fait que la charge induit un état sombre NV qui dépend de l'orientation du champ électrique.