Detekcja kwantowa z wykorzystaniem centrum NV‾ w diamencie

licenciate
dc.abstract.enThis work presents the issue of colour centres in crystals, i.e. defects that absorb light. Those defects interact with light in a similar manner as atoms, possessing characteristic absorption and emission spectra. The nitrogen - vacancy centres in diamonds (NV centres) deserve special attention due to their magnetic properties. The main problem discussed in this work is the analysis of magnetic field measurement methods utilising NV centres and effects influencing their accuracy.The first part of the thesis describes the crystal structure of diamond and different types of defects occurring in this structure with particular focus on NV centres. Next, the methods for the production of synthetic diamonds and the method of producing NV defects are described. The next chapter is devoted to the description of the physical properties of NV centres, in particular their interaction with the magnetic field and laser light.In the second part of the thesis, two basic methods of measuring the magnetic field using the NV centres were analysed, the so-called: electron spin resonance (ESR) method and the Ramsay sequence method, as well as measurement precision that can be obtained by these methods.In the third part of the thesis, a simple system for measuring the magnetic field using the NV centres was analysed and the sensitivity values of such a device were derived. The analysis performed gave a surprisingly high accuracy of the magnetic field measurement for such a simple system.In the final part of the thesis, methods for improving the parameters of the measurement system and further increasing its sensitivity were also considered.pl
dc.abstract.plW niniejszej pracy przedstawione zostało zagadnienie centrów barwnych w kryształach czyli defektów absorbujących światło. Defekty te oddziałują ze światłem w sposób podobny do atomów, posiadając charakterystyczne widma absorpcyjne i emisyjne. Na szczególna uwagę zasługują centra azot - wakancja w diamentach (centra NV) z uwagi na ich właściwości magnetyczne. Głównym problemem rozważanym w tej pracy jest analiza metod pomiaru pól magnetycznych przy pomocy centrów NV oraz efektów wpływających na ich dokładność.W pierwszej części pracy opisana została struktura kryształu diamentu oraz rodzaje defektów występujących w tej strukturze ze szczególnym uwzględnieniem centrów NV. Następnie opisano metody produkcji diamentów syntetycznych oraz metody wytwarzania defektów NV. Kolejny rozdział poświęcony jest opisowi własności fizycznych centrów NV, a w szczególności ich oddziaływaniu z polem magnetycznym i światłem laserowym. W drugiej części pracy przeanalizowane zostały dwie podstawowe metody pomiaru pola magnetycznego przy użyciu centrów NV, tzw.: metoda pomiaru widma elektronowego rezonansu spinowego (Electron Spin Resonance, ESR) i metoda sekwencji Ramsaya oraz dokładność pomiaru jaką można tymi metodami uzyskać. W trzeciej części pracy poddany został analizie prosty układ do pomiaru pola magnetycznego z wykorzystaniem centrów NV i wyprowadzone zostały wartości czułości takiego aparatu. Z przeprowadzonej analizy uzyskano zaskakująco wysoką dokładność pomiaru pola magnetycznego jak na tak prosty układ. W końcowej części pracy rozważone zostały także sposoby na poprawę parametrów układu pomiarowego i dalsze zwiększenie jego czułości.pl
dc.affiliationWydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanejpl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.contributor.advisorGawlik, Wojciech - 101804 pl
dc.contributor.authorSumara, Konradpl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WFAISpl
dc.contributor.reviewerGawlik, Wojciech - 101804 pl
dc.contributor.reviewerWojciechowski, Adampl
dc.date.accessioned2020-07-27T18:59:24Z
dc.date.available2020-07-27T18:59:24Z
dc.date.submitted2018-09-17pl
dc.fieldofstudyfizyka doświadczalnapl
dc.identifier.apddiploma-126485-211152pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/230506
dc.languagepolpl
dc.subject.endiamond, color centres, nitrogen - vacancy, NV, magnetometrypl
dc.subject.pldiament, centra barwne, azot-wakancja, NV, magnetometriapl
dc.titleDetekcja kwantowa z wykorzystaniem centrum NV‾ w diamenciepl
dc.title.alternativeQuantum detection with the usage of the NV‾ centre in diamondpl
dc.typelicenciatepl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
This work presents the issue of colour centres in crystals, i.e. defects that absorb light. Those defects interact with light in a similar manner as atoms, possessing characteristic absorption and emission spectra. The nitrogen - vacancy centres in diamonds (NV centres) deserve special attention due to their magnetic properties. The main problem discussed in this work is the analysis of magnetic field measurement methods utilising NV centres and effects influencing their accuracy.The first part of the thesis describes the crystal structure of diamond and different types of defects occurring in this structure with particular focus on NV centres. Next, the methods for the production of synthetic diamonds and the method of producing NV defects are described. The next chapter is devoted to the description of the physical properties of NV centres, in particular their interaction with the magnetic field and laser light.In the second part of the thesis, two basic methods of measuring the magnetic field using the NV centres were analysed, the so-called: electron spin resonance (ESR) method and the Ramsay sequence method, as well as measurement precision that can be obtained by these methods.In the third part of the thesis, a simple system for measuring the magnetic field using the NV centres was analysed and the sensitivity values of such a device were derived. The analysis performed gave a surprisingly high accuracy of the magnetic field measurement for such a simple system.In the final part of the thesis, methods for improving the parameters of the measurement system and further increasing its sensitivity were also considered.
dc.abstract.plpl
W niniejszej pracy przedstawione zostało zagadnienie centrów barwnych w kryształach czyli defektów absorbujących światło. Defekty te oddziałują ze światłem w sposób podobny do atomów, posiadając charakterystyczne widma absorpcyjne i emisyjne. Na szczególna uwagę zasługują centra azot - wakancja w diamentach (centra NV) z uwagi na ich właściwości magnetyczne. Głównym problemem rozważanym w tej pracy jest analiza metod pomiaru pól magnetycznych przy pomocy centrów NV oraz efektów wpływających na ich dokładność.W pierwszej części pracy opisana została struktura kryształu diamentu oraz rodzaje defektów występujących w tej strukturze ze szczególnym uwzględnieniem centrów NV. Następnie opisano metody produkcji diamentów syntetycznych oraz metody wytwarzania defektów NV. Kolejny rozdział poświęcony jest opisowi własności fizycznych centrów NV, a w szczególności ich oddziaływaniu z polem magnetycznym i światłem laserowym. W drugiej części pracy przeanalizowane zostały dwie podstawowe metody pomiaru pola magnetycznego przy użyciu centrów NV, tzw.: metoda pomiaru widma elektronowego rezonansu spinowego (Electron Spin Resonance, ESR) i metoda sekwencji Ramsaya oraz dokładność pomiaru jaką można tymi metodami uzyskać. W trzeciej części pracy poddany został analizie prosty układ do pomiaru pola magnetycznego z wykorzystaniem centrów NV i wyprowadzone zostały wartości czułości takiego aparatu. Z przeprowadzonej analizy uzyskano zaskakująco wysoką dokładność pomiaru pola magnetycznego jak na tak prosty układ. W końcowej części pracy rozważone zostały także sposoby na poprawę parametrów układu pomiarowego i dalsze zwiększenie jego czułości.
dc.affiliationpl
Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
dc.areapl
obszar nauk ścisłych
dc.contributor.advisorpl
Gawlik, Wojciech - 101804
dc.contributor.authorpl
Sumara, Konrad
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WFAIS
dc.contributor.reviewerpl
Gawlik, Wojciech - 101804
dc.contributor.reviewerpl
Wojciechowski, Adam
dc.date.accessioned
2020-07-27T18:59:24Z
dc.date.available
2020-07-27T18:59:24Z
dc.date.submittedpl
2018-09-17
dc.fieldofstudypl
fizyka doświadczalna
dc.identifier.apdpl
diploma-126485-211152
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/230506
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
diamond, color centres, nitrogen - vacancy, NV, magnetometry
dc.subject.plpl
diament, centra barwne, azot-wakancja, NV, magnetometria
dc.titlepl
Detekcja kwantowa z wykorzystaniem centrum NV‾ w diamencie
dc.title.alternativepl
Quantum detection with the usage of the NV‾ centre in diamond
dc.typepl
licenciate
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
10
Views per month
Views per city
Busko-Zdrój
5
Wroclaw
2
Chorowice
1
Dublin
1
Rzeszów
1

No access

No Thumbnail Available