MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005448
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aBates,  Kelsey  M.
■24510▼aMultidimensional  Coherent  Spectroscopy:  Probing  the  Strain  Tensor  in  Diamond  and  the  Effects  of  Correlated  Dephasing
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a129  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Cundiff,  Steven  T.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aThis  work  covers  two  main  results  united  by  multidimensional  coherent  spectroscopy  (MDCS):  one  experimental  and  one  theoretical.  MDCS  is  a  nonlinear  optical  technique  in  which  a  sample  is  probed  using  a  series  of  ultrashort  pulses.  Measurements  are  made  while  varying  the  relative  time  delays  between  the  pulses,  and  the  resulting  spectra  yield  a  much  richer  set  of  information  compared  to  traditional  linear  spectroscopies.The  experimental  work  concerns  the  negatively  charged  silicon-vacancy  (SiV)  center  in  diamond.  We  use  two-pulse  correlation  (TPC)  spectroscopy  and  rephasing  MDCS  to  probe  a  diamond  sample  with  a  high  density  of  implanted  SiV  centers.  These  spectra  reveal  a  large  number  of  spectral  peaks,  which  can  be  grouped  into  two  families  of  SiV  centers  using  the  MDCS  spectra.  By  comparing  spectra  from  two  polarizations  of  the  incident  light,  we  associate  the  two  families  with  two  orientation  groups  within  the  diamond.We  link  the  differences  in  the  frequencies  of  the  spectral  peaks  to  strain  intrinsic  to  our  sample,  and  use  the  peak  locations  from  both  families  to  solve  for  the  full  strain  tensor  local  to  the  laser  spot.  By  measuring  TPC  spectra  at  multiple  points  on  the  sample,  we  track  changes  in  the  measured  strain.  We  observe  non-zero  strain  on  the  order  or  1  x  10−5  at  every  measured  location,  and  observe  variation  in  both  the  normal  and  shear  strain  in  the  sample.  We  interpret  the  strain  as  likely  to  be  due  to  the  high  implantation  density  of  silicon  in  the  diamond.  These  results  could  be  useful  when  using  SiV  centers  as  a  strain  gauge.The  theoretical  work  uses  simulations  to  calculate  spectra.  The  simulations  developed  here  begin  by  recursively  generating  a  list  of  Feynman  diagrams  for  a  given  signal  pathway  and  system.  The  contributions  due  to  each  Feynman  diagram  are  calculated  and  combined  to  find  the  complete  spectrum.  The  code  is  designed  to  be  very  flexible,  and  can  be  used  to  simulate  arbitrary  types  of  MDCS  spectra  and  energy  level  diagrams.We  then  apply  the  simulations  to  investigate  the  effects  of  correlated  dephasing  due  to  scattering  events  in  the  Markovian  limit  on  MDCS  of  interacting  systems.  We  derive  a  mathematical  expression  to  represent  the  dephasing  rate  of  a  coherence  in  terms  of  the  dephasing  rates  of  the  coherences  from  the  constituent  energy  transitions  and  the  correlation  matrix  of  these  transitions.  This  expression  is  applied  to  simulate  double-quantum  and  higher-order  n-quantum  spectra  of  multiple  interacting  systems.  For  double-quantum  spectra,  correlated  dephasing  results  in  a  higher  double-quantum  dephasing  rate,  and  anticorrelated  dephasing  results  in  a  lower  double-quantum  dephasing  rate.  Similar  results  are  found  for  the  n-quantum  dephasing  rate.  Generally,  for  certain  configurations,  the  many-body  dephasing  rate  can  be  arbitrarily  low,  and  the  n-quantum  linewidth  can  be  arbitrarily  narrow,  although  this  requires  some  form  of  anticorrelation.  These  results  could  be  useful  in  creating  quantum  sensors  with  higher  sensitivities,  since  one  limit  of  the  sensitivity  is  the  decoherence  time  of  the  system.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■650  4▼aPhysics
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■650  4▼aQuantum  physics
■653    ▼aMultidimensional  coherent  spectroscopy
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■690    ▼a0605
■690    ▼a0752
■690    ▼a0611
■690    ▼a0599
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162803▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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