Comutação Controlada Opticamente do Estado de Carga de um Único Centro de Nitrogênio-Falha em Diamante a Temperaturas Criogênicas

Nesta Carta, é estudada a comutação fotoinduzida do único centro de nitrogênio-falha (NV) entre dois estados de carga diferentes, negativo (NV^-) e neutro (NV^0), sob excitação ressonante a temperatura de hélio líquido. Mostramos que a conversão ressonante de NV^0 para NV^- melhora significativamente a estabilidade espectral do defeito NV^- e permite a inicialização de alta fidelidade do qubit de spin. Com base em cálculos da teoria do funcional de densidade, um novo mecanismo envolvendo a ionização Auger de NV^- e a transferência de carga de um elétron da banda de valência para NV^0 é discutido. Este estudo proporciona uma visão mais aprofundada sobre a dinâmica de carga do centro NV, que é relevante para o processamento de informação quântica baseado em um defeito NV^- em diamante.