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Das negativ geladene Stickstoffvakanzenzentrum (NV-) in Diamant steht im Mittelpunkt weit verbreiteter Aufmerksamkeit für Anwendungen, die von der Quanteninformationsverarbeitung bis zur nanoskaligen Messtechnik reichen. Obwohl sich die meisten bisherigen Arbeiten auf die optischen und Spin-Eigenschaften von NV- konzentriert haben, verspricht die Kontrolle über den Ladungszustand komplementäre Möglichkeiten. Eine faszinierende Möglichkeit ist die langfristige Speicherung von Informationen, ein Konzept, das wir hiermit unter Verwendung von NV-reichem, Typ 1b Diamant einführen. Als Machbarkeitsnachweis verwenden wir multicolor-optische Mikroskopie, um willkürliche Datensätze mit einer zweidimensionalen (2D) binären Bitdichte zu lesen, zu schreiben und zurückzusetzen, die mit der gegenwärtigen Digital-Videodisk (DVD) Technologie vergleichbar ist. Durch die Nutzung der singulären Dynamik der NV- Ionisierung kodieren wir Informationen auf verschiedenen Ebenen des Diamantkristalls ohne Übersprechen und erweitern so die Speicherkapazität auf drei Dimensionen. Darüber hinaus korrelieren wir den Ladungszustand des Zentrums mit der nuklearen Spinpolarisation des Stickstoffelements und zeigen, dass letzterer robust gegenüber einem Zyklus von NV- Ionisierung und Wiederaufladung ist. In Kombination mit Techniken der Superauflösungsmikroskopie bieten diese Beobachtungen einen Weg zur subdiffractionalen NV-Ladungssteuerung, einem Bereich, in dem die Speicherkapazität die gegenwärtigen Technologien übertreffen könnte.
Dhomkar et al. (Freitag) haben diese Frage untersucht.