Engineering shallow spins in diamond with nitrogen delta-doping

Applied Physics Letters

Volumn 101, Issue 8, 2012, Pages

  Ohno, Kenichi ^a   Joseph Heremans, F ^a   Bassett, Lee C ^a   Myers, Bryan A ^a   Toyli, David M ^a   Bleszynski Jayich, Ania C ^a   Palmstrøm, Christopher J ^a   Awschalom, David D ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC SCALE; DELTA-DOPING; DEPTH CONTROL; IN-SITU; NV CENTER; QUANTUM ARCHITECTURE; SPIN COHERENCE;

PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; QUANTUM THEORY;

NITROGEN;

EID: 84865453925     PISSN: 00036951     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4748280     Document Type: Article

References (46)

1. A. Gruber, A. Dräbenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, and C. von Borczyskowski, Science 276, 2012 (1997). 10.1126/science.276.5321.2012 (Pubitemid 27443599)
2. F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, A. Gruber, and J. Wrachtrup, Phys. Rev. Lett. 92, 076401 (2004). 10.1103/PhysRevLett.92.076401
3. G. Balasubramanian, P. Neumann, D. Twitchen, M. Markham, R. Kolesov, N. Mizuochi, J. Isoya, J. Achard, J. Beck, J. Tissler, V. Jacques, P. R. Hemmer, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Nat. Mater. 8, 383 (2009). 10.1038/nmat2420
4. J. M. Taylor, P. Cappellaro, L. Childress, L. Jiang, D. Budker, P. R. Hemmer, A. Yacoby, R. Walsworth, and M. D. Lukin, Nat. Phys. 4, 810 (2008). 10.1038/nphys1075
5. J. R. Maze, P. L. Stanwix, J. S. Hodges, S. Hong, J. M. Taylor, P. Cappellaro, L. Jiang, M. V. Gurudev Dutt, E. Togan, A. S. Zibrov, A. Yacoby, R. L. Walsworth, and M. D. Lukin, Nature (London) 455, 644 (2008). 10.1038/nature07279
6. C. L. Degen, Appl. Phys. Lett. 92, 243111 (2008). 10.1063/1.2943282
7. P. Maletinsky, S. Hong, M. S. Grinolds, B. Hausmann, M. D. Lukin, R. L. Walsworth, M. Loncar, and A. Yacoby, Nat. Nanotechnol. 7, 320 (2012). 10.1038/nnano.2012.50
8. M. S. Grinolds, P. Maletinsky, S. Hong, M. D. Lukin, R. L. Walsworth, and A. Yacoby, Nat. Phys. 7, 687 (2011). 10.1038/nphys1999
9. F. Dolde, H. Fedder, M. W. Doherty, T. Nöbauer, F. Rempp, G. Balasubramanian, T. Wolf, F. Reinhard, L. C. L. Hollenberg, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Nat. Phys. 7, 459 (2011). 10.1038/nphys1969
10. D. M. Toyli, D. J. Christle, A. Alkauskas, B. B. Buckley, C. G. Van de Walle, and D. D. Awschalom, Phys. Rev. X 2, 031001 (2012). 10.1103/PhysRevX.2. 031001
11. S. Kolkowitz, A. C. B. Jayich, Q. P. Unterreithmeier, S. D. Bennett, P. Rabl, J. G. E. Harris, and M. D. Lukin, Science 335, 1603 (2012). 10.1126/science.1216821
12. B. B. Buckley, G. D. Fuchs, L. C. Bassett, and D. D. Awschalom, Science 330, 1212 (2010). 10.1126/science.1196436
13. E. Togan, Y. Chu, A. S. Trifonov, L. Jiang, J. Maze, L. Childress, M. V. Gurudev Dutt, A. S. Sorensen, P. R. Hemmer, A. S. Zibrov, and M. D. Lukin, Nature (London) 466, 730 (2010). 10.1038/nature09256
14. P. C. Maurer, G. Kucsko, C. Latta, L. Jiang, N. Y. Yao, S. D. Bennett, F. Pastawski, D. Hunger, N. Chisholm, M. Markham, D. J. Twitchen, J. I. Cirac, and M. D. Lukin, Science 336, 1283 (2012). 10.1126/science.1220513
15. G. D. Fuchs, G. Burkard, P. V. Klimov, and D. D. Awschalom, Nat. Phys. 7, 789 (2011). 10.1038/nphys2026
16. P. Neumann, R. Kolesov, B. Naydenov, J. Beck, F. Rempp, M. Steiner, V. Jacques, G. Balasubramanian, M. L. Markham, D. J. Twitchen, S. Pezzagna, J. Meijer, J. Twamley, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Nat. Phys. 6, 249 (2010). 10.1038/nphys1536
17. L. Robledo, L. Childress, H. Bernien, B. Hensen, P. F. A. Alkemade, and R. Hanson, Nature (London) 477, 574 (2011). 10.1038/nature10401
18. T. van der Sar, Z. H. Wang, M. S. Blok, H. Bernien, T. H. Taminiau, D. M. Toyli, D. A. Lidar, D. D. Awschalom, R. Hanson, and V. V. Dobrovitski, Nature (London) 484, 82 (2012). 10.1038/nature10900
19. M. V. G. Dutt, L. Childress, L. Jiang, E. Togan, J. Maze, F. Jelezko, A. S. Zibrov, P. R. Hemmer, and M. D. Lukin, Science 316, 1312 (2007). 10.1126/science.1139831 (Pubitemid 46871647)
20. N. Zhao, J.-L. Hu, S.-W. Ho, J. T. K. Wan, and R. B. Liu, Nat. Nanotechnol. 6, 242 (2011). 10.1038/nnano.2011.22
21. J.-M. Cai, F. Jelezko, M. B. Plenio, and A. Retzker, e-print arXiv:1112.5502v1.
22. D. M. Toyli, C. D. Weis, G. D. Fuchs, T. Schenkel, and D. D. Awschalom, Nano Lett. 10, 3168 (2010). 10.1021/nl102066q
23. B. K. Ofori-Okai, S. Pezzagna, K. Chang, R. Schirhagl, Y. Tao, B. A. Moores, K. Groot-Berning, J. Meijer, and C. L. Degen, Phys. Rev. B 86, 081406(R) (2012). 10.1103/PhysRevB.86.081406
24. B. Naydenov, F. Reinhard, A. Lämmle, V. Richter, R. Kalish, U. F. S. D'Haenens-Johansson, M. Newton, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Appl. Phys. Lett. 97, 242511 (2010). 10.1063/1.3527975
25. T. Ishikawa, K. M. C. Fu, C. Santori, V. M. Acosta, R. G. Beausoleil, H. Watanabe, S. Shikata, and K. M. Itoh, Nano Lett. 12, 2083 (2012). 10.1021/nl300350r
26. G. Davies and M. F. Hamer, Proc. R. Soc. London, Ser. A 348, 285 (1976). 10.1098/rspa.1976.0039
27. H. Okushi, H. Watanabe, S. Ri, S. Yamanaka, and D. Takeuchi, J. Cryst. Growth 237, 1269 (2002). 10.1016/S0022-0248(01)02144-3 (Pubitemid 34545102)
28. J. R. Rabeau, P. Reichart, G. Tamanyan, D. N. Jamieson, S. Prawer, F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, M. Domhan, and J. Wrachtrup, Appl. Phys. Lett. 88, 023113 (2006). 10.1063/1.2158700 (Pubitemid 43102709)
29. See supplementary materials at http://dx.doi.org/10.1063/1.4748280 E-APPLAB-101-030236 for the details discussed.
30. A. Tallaire, A. T. Collins, D. Charles, J. Achard, R. Sussmann, A. Gicquel, M. E. Newton, A. M. Edmonds, and R. J. Cruddace, Diamond Relat. Mater. 15, 1700 (2006). 10.1016/j.diamond.2006.02.005 (Pubitemid 44430049)
31. J. Achard, F. Silva, O. Brinza, A. Tallaire, and A. Gicquel, Diamond Relat. Mater. 16, 685 (2006). 10.1016/j.diamond.2006.09.012
32. A. Chayahara, Y. Mokuno, Y. Horino, Y. Takasu, H. Kato, H. Yoshikawa, and N. Fujimori, Diamond Relat. Mater. 13, 1954 (2004). 10.1016/j.diamond.2004.07. 007
33. K. M. C. Fu, C. Santori, P. E. Barclay, and R. G. Beausoleil, Appl. Phys. Lett. 96, 121907 (2010). 10.1063/1.3364135
34. M. V. Hauf, B. Grotz, B. Naydenov, M. Dankerl, S. Pezzagna, J. Meijer, F. Jelezko, J. Wrachtrup, M. Stutzmann, F. Reinhard, and J. A. Garrido, Phys. Rev. B 83, 081304(R) (2011). 10.1103/PhysRevB.83.081304
35. R. J. Epstein, F. M. Mendoza, Y. K. Kato, and D. D. Awschalom, Nat. Phys. 1, 94 (2005). 10.1038/nphys141
36. L. G. Rowan, E. L. Hahn, and W. B. Mims, Phys. Rev. 137, A61 (1965). 10.1103/PhysRev.137.A61
37. P. C. Maurer, J. R. Maze, P. L. Stanwix, L. Jiang, A. V. Gorshkov, A. A. Zibrov, B. Harke, J. S. Hodges, A. S. Zibrov, A. Yacoby, D. Twitchen, S. W. Hell, R. L. Walsworth, and M. D. Lukin, Nat. Phys. 6, 912 (2010). 10.1038/nphys1774
38. L. Childress, M. V. G. Dutt, J. M. Taylor, A. S. Zibrov, F. Jelezko, J. Wrachtrup, P. R. Hemmer, and M. D. Lukin, Science 314, 281 (2006). 10.1126/science.1131871 (Pubitemid 44571969)
39. N. Mizuochi, P. Neumann, F. Rempp, J. Beck, V. Jacques, P. Siyushev, K. Nakamura, D. J. Twitchen, H. Watanabe, S. Yamasaki, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Phys. Rev. B 80, 041201(R) (2009). 10.1103/PhysRevB.80.041201
40. J. R. Maze, J. M. Taylor, and M. D. Lukin, Phys. Rev. B 78, 094303 (2008). 10.1103/PhysRevB.78.094303
41. S. Pezzagna, B. Naydenov, F. Jelezko, J. Wrachtrup, and J. Meijer, New J. Phys. 12, 065017 (2010). 10.1088/1367-2630/12/6/065017
42. G. de Lange, Z. H. Wang, D. Ristè, V. V. Dobrovitski, and R. Hanson, Science 330, 60 (2010). 10.1126/science.1192739
43. B. Naydenov, F. Dolde, L. T. Hall, C. Shin, H. Fedder, L. C. L. Hollenberg, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Phys. Rev. B 83, 081201(R) (2011). 10.1103/PhysRevB.83.081201
44. C. A. Ryan, J. S. Hodges, and D. G. Cory, Phys. Rev. Lett. 105, 200402 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.200402
45. J. A. van Wyk, E. C. Reynhardt, G. L. High, and I. Kiflawi, J. Phys. D 30, 1790 (1997). 10.1088/0022-3727/30/12/016
46. B. Grotz, J. Beck, P. Neumann, B. Naydenov, R. Reuter, F. Reinhard, F. Jelezko, J. Wrachtrup, D. Schweinfurth, B. Sarkar, and P. Hemmer, New J. Phys. 13, 055004 (2011). 10.1088/1367-2630/13/5/055004