High-precision nanoscale temperature sensing using single defects in diamond

Nano Letters

Volumn 13, Issue 6, 2013, Pages 2738-2742

  Neumann, P ^a   Jakobi, I ^a   Dolde, F ^a   Burk, C ^a   Reuter, R ^a   Waldherr, G ^a   Honert, J ^a   Wolf, T ^a   Brunner, A ^a   Shim, J H ^b   Suter, D ^b   Sumiya, H ^c   Isoya, J ^d   Wrachtrup, J ^a  

^a UNIVERSITY OF STUTTGART   (Germany)

^b TU DORTMUND UNIVERSITY   (Germany)

^c SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES LTD   (Japan)

^d UNIVERSITY OF TSUKUBA   (Japan)

Author keywords

diamond; Nanoscale; NV center; spin defect; temperature measurement

Indexed keywords

BIOCHEMICAL PROCESS; CHEMICAL INTERACTIONS; HETEROGENEOUS ENVIRONMENTS; NANO SCALE; NV CENTER; POSITION RESOLUTION; SEMICONDUCTOR INDUSTRY; TEMPERATURE SENSING TECHNIQUE;

DEFECTS; DIAMONDS; NANODIAMONDS; NANOTECHNOLOGY; SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURE; TEMPERATURE MEASUREMENT;

TEMPERATURE SENSORS;

EID: 84879092328     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl401216y     Document Type: Article

References (36)

1. Yue, Y.; Wang, X. Nano Rev. 2012, 3
2. Majumdar, A. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999, 29, 505-585
3. Vetrone, F.; Naccache, R.; Zamarrón, A.; Juarranz de la Fuente, A.; Sanz-Rodríguez, F.; Martinez Maestro, L.; Martín Rodriguez, E.; Jaque, D.; García Solé, J.; Capobianco, J. A. ACS Nano 2010, 4, 3254-3258
4. Aigouy, L.; Tessier, G.; Mortier, M.; Charlot, B. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 184105-184105-3
5. Okabe, K.; Inada, N.; Gota, C.; Harada, Y.; Funatsu, T.; Uchiyama, S. Nat. Commun. 2012, 3, 705
6. Beechem, T.; Graham, S.; Kearney, S. P.; Phinney, L. M.; Serrano, J. R. Rev. Sci. Instrum. 2007, 78, 061301-061301-9
7. Christofferson, J.; Maize, K.; Ezzahri, Y.; Shabani, J.; Wang, X.; Shakouri, A. J. Electron. Pack. 2008, 130, 041101
8. Tisler, J. ACS Nano 2009, 3, 1959-1965
9. Jelezko, F.; Gaebel, T.; Popa, I.; Domhan, M.; Gruber, A.; Wrachtrup, J. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 130501
10. Dutt, M. V. G.; Childress, L.; Jiang, L.; Togan, E.; Maze, J.; Jelezko, F.; Zibrov, A. S.; Hemmer, P. R.; Lukin, M. D. Science 2007, 316, 1312-1316
11. Neumann, P.; Mizuochi, N.; Rempp, F.; Hemmer, P.; Watanabe, H.; Yamasaki, S.; Jacques, V.; Gaebel, T.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Science 2008, 320, 1326-1329
12. Shi, F.; Rong, X.; Xu, N.; Wang, Y.; Wu, J.; Chong, B.; Peng, X.; Kniepert, J.; Schoenfeld, R.-S.; Harneit, W.; Feng, M.; Du, J. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 040504
13. Neumann, P.; Beck, J.; Steiner, M.; Rempp, F.; Fedder, H.; Hemmer, P. R.; Wrachtrup, J.; Jelezko, F. Science 2010, 329, 542-544
14. Dolde, F.; Jakobi, I.; Naydenov, B.; Zhao, N.; Pezzagna, S.; Trautmann, C.; Meijer, J.; Neumann, P.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Nat. Phys. 2013, 9, 139-143
15. Maze, J. R.; Stanwix, P. L.; Hodges, J. S.; Hong, S.; Taylor, J. M.; Cappellaro, P.; Jiang, L.; Dutt, M. V. G.; Togan, E.; Zibrov, A. S.; Yacoby, A.; Walsworth, R. L.; Lukin, M. D. Nature 2008, 455, 644-647
16. Balasubramanian, G.; Chan, I. Y.; Kolesov, R.; Al-Hmoud, M.; Tisler, J.; Shin, C.; Kim, C.; Wojcik, A.; Hemmer, P. R.; Krueger, A.; Hanke, T.; Leitenstorfer, A.; Bratschitsch, R.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Nature 2008, 455, 648-651
17. Dolde, F.; Fedder, H.; Doherty, M. W.; Nobauer, T.; Rempp, F.; Balasubramanian, G.; Wolf, T.; Reinhard, F.; Hollenberg, L. C. L.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Nat. Phys. 2011, 7, 459-463
18. Maletinsky, P.; Hong, S.; Grinolds, M. S.; Hausmann, B.; Lukin, M. D.; Walsworth, R. L.; Loncar, M.; Yacoby, A. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 320-324
19. Aslam, N.; Waldherr, G.; Neumann, P.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. New J. Phys. 2013, 15, 013064
20. Waldherr, G.; Beck, J.; Steiner, M.; Neumann, P.; Gali, A.; Frauenheim, T.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 157601
21. Gruber, A.; Drabenstedt, A.; Tietz, C.; Fleury, L.; Wrachtrup, J.; vonBorczyskowski, C. Science 1997, 276, 2012-2014
22. Mizuochi, N.; Neumann, P.; Rempp, F.; Beck, J.; Jacques, V.; Siyushev, P.; Nakamura, K.; Twitchen, D.; Watanabe, H.; Yamasaki, S.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Phys. Rev. B 2009, 80, 041201
23. Acosta, V. M.; Bauch, E.; Ledbetter, M. P.; Waxman, A.; Bouchard, L.-S.; Budker, D. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 070801
24. Chen, X.-D.; Dong, C.-H.; Sun, F.-W.; Zou, C.-L.; Cui, J.-M.; Han, Z.-F.; Guo, G.-C. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 161903-161903-3
25. Toyli, D. M.; Christle, D. J.; Alkauskas, A.; Buckley, B. B.; Van de Walle, C. G.; Awschalom, D. D. Phys. Rev. X 2012, 2, 031001
26. Rabeau, J. R.; Reichart, P.; Tamanyan, G.; Jamieson, D. N.; Prawer, S.; Jelezko, F.; Gaebel, T.; Popa, I.; Domhan, M.; Wrachtrup, J. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 023113
27. Maze, J.; Taylor, J.; Lukin, M. Phys. Rev. B 2008, 78
28. Bouchard, L.-S.; Acosta, V. M.; Bauch, E.; Budker, D. New J. Phys. 2011, 13, 025017
29. Hodges, J. S.; Yao, N. Y.; Maclaurin, D.; Rastogi, C.; Lukin, M. D.; Englund, D. Phys. Rev. A 2013, 87, 032118
30. Childress, L.; Gurudev Dutt, M. V.; Taylor, J. M.; Zibrov, A. S.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J.; Hemmer, P. R.; Lukin, M. D. Science 2006, 314, 281-285
31. Toyli, D. M.; de Las Casas, C. F.; Christle, D. J.; Dobrovitski, V. V.; Awschalom, D. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 8417-8421
32. Kucsko, G.; Maurer, P. C.; Yao, N. Y.; Kubo, M.; Noh, H. J.; Lo, P. K.; Park, H.; Lukin, M. D. arXiv:1304.1068 2013.
33. Marseglia, L.; Hadden, J. P.; Stanley-Clarke, A. C.; Harrison, J. P.; Patton, B.; Ho, Y.-L. D.; Naydenov, B.; Jelezko, F.; Meijer, J.; Dolan, P. R.; Smith, J. M.; Rarity, J. G.; O'Brien, J. L. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 133107-133107-3
34. Babinec, T. M.; Hausmann, B. J. M.; Khan, M.; Zhang, Y.; Maze, J. R.; Hemmer, P. R.; Lončar, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 195-199
35. Lange, G. d.; Wang, Z. H.; Ristè, D.; Dobrovitski, V. V.; Hanson, R. Science 2010, 330, 60-63
36. Krueger, A.; Lang, D. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 890-906