Centra barwne azot wakancja (NV)
Centrami barwnymi nazywamy defekty w sieci krystalicznej zdolne do absorpcji i emisji światła. Interesujące nas centrum NV– składa się z atomu azotu i wakancji na dwóch sąsiednich miejscach w strukturze diamentu (Rys.1.). W naszych badaniach używamy diamentów z koncentracją centrów na poziomie ~10 ppm. Centra wzbudzamy za pomocą
światła laserowego o długości fali 532 nm i obserwujemy ich fluorescencję w zakresie 600 – 800 nm.
Stany elektronowe podstawowy i wzbudzony są trypletami. W polaryzacji stanu podstawowego wykorzystuje się interkombinacyjne przejścia pomiędzy dwoma stanami singletowymi.
Niezerowa wartość spinu centrum NV- umożliwia wytworzenie polaryzacji spinowej. Polaryzacja następuje poprzez oświetlenie centrum światłem a jej odczyt poprzez rejestrację zmian natężenia fluorescencji. Zmiany polaryzacji można dodatkowo kontrolować za pomocą mikrofal (o częstotliwości około 2,88 GHz w zerowym polu magnetycznym, Rys.2.). Własności centrów pozwalają na traktowanie ich jak sztucznych atomów w matrycy ciała stałego.
Ze względu na słabe oddziaływanie z siecią krystaliczną diamentu NV– są idealnym ośrodkiem do przeprowadzania doświadczeń z zakresu fizyki atomowej i magnetometrii.