{"id":115524,"date":"2014-10-04T00:00:00","date_gmt":"2014-10-04T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/all-optical-manipulation-of-a-single-nitrogen-vacancy-centre-in-nanodiamond\/"},"modified":"2014-10-04T00:00:00","modified_gmt":"2014-10-04T00:00:00","slug":"all-optical-manipulation-of-a-single-nitrogen-vacancy-centre-in-nanodiamond","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/fisica\/all-optical-manipulation-of-a-single-nitrogen-vacancy-centre-in-nanodiamond\/","title":{"rendered":"All optical manipulation of a single nitrogen-vacancy centre in nanodiamond"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Michael  Wolfgang Geiselmann <\/strong><\/h2>\n<p>La interacci\u00f3n de fotones con emisores cu\u00e1nticos individuales como los centros de nitr\u00f3geno-vacante (nv) es esencial para la elaboraci\u00f3n de futuros dispositivos integrados de \u00f3ptica cu\u00e1ntica. Una estrategia prometedora para alcanzar este objetivo es aprovechar los \u00faltimos avances de la nano-\u00f3ptica para aumentar la interacci\u00f3n entre nano-estructuras y emisores individuales, as\u00ed como fortalecer el acoplamiento entre varios de ellos. Sin embargo, para aprovechar al m\u00e1ximo las capacidades de este matrimonio entre centros de nv y las nano-estructuras se requiere de herramientas adecuadas para controlar con precisi\u00f3n su interacci\u00f3n.  en esta tesis, se utiliza la manipulaci\u00f3n \u00f3ptica para atrapar y manipular en 3d nano-diamantes individuales que contienen un solo centro de nv.  en primer lugar, demostramos el uso de pinzas \u00f3pticas como una herramienta para lograr la captura precisa y manipulaci\u00f3n espacial tridimensional de nano-diamantes individuales conteniendo un solo centro de nv. Sorprendentemente, encontramos que el eje del centro de nv est\u00e1 casi fijo dentro de la trampa \u00f3ptica y puede controlarse in situ mediante el ajuste de la polarizaci\u00f3n de la luz del l\u00e1ser de captura. Combinamos este control espacial y angular con la manipulaci\u00f3n coherente del espin del centro de nv y con medidas de tiempo de vida de fluorescencia de un sistema fot\u00f3nico integrado. Demostramos que los centros de nv atrapados \u00f3pticamente pueden servir como una nueva ruta para la magnetometr\u00eda vectorial tridimensional y la detecci\u00f3n de la densidad local de estados electromagn\u00e9ticos.  en un segundo paso, nuestra t\u00e9cnica de manipulaci\u00f3n se desarroll\u00f3 a\u00fan m\u00e1s hacia el posicionamiento de un nano-diamante individual en una antena plasm\u00f3nica. La fuerza de gradiente del campo electromagn\u00e9tico del plasmon  excitado act\u00faa como una pinza \u00f3ptica local para atraer los nano-diamantes funcionalizados a las regiones de mayor aumento del campo de la antena, donde quedan adsorbidos. La proximidad del centro nv inmovilizado en la nano-antena es corroborado por la disminuci\u00f3n observada del tiempo de vida de la fluorescencia.  por otra parte, se observa una disminuci\u00f3n de la fluorescencia del nv tras la iluminaci\u00f3n infrarroja. Identificamos como origen de la disminuci\u00f3n de la fluorescencia la promoci\u00f3n del electr\u00f3n excitado a una banda, que tiene un canal de decaimiento r\u00e1pido. Esta hip\u00f3tesis es comprobada por el excelente acuerdo entre nuestro modelo simple de ecuaci\u00f3n cin\u00e9tica y el experimento.  por \u00faltimo, demostramos que un centro nv puede funcionar como un interruptor \u00f3ptico eficiente y r\u00e1pido controlado a trav\u00e9s de un l\u00e1ser de control infrarrojo independiente. Adem\u00e1s, el sistema h\u00edbrido formado por un solo nv acoplado a una nano-antena de oro aumenta la profundidad de modulaci\u00f3n.  los resultados presentados en esta tesis demuestran la capacidad de manipular y posicionar nano-diamantes conteniendo un centro de nv con pinzas \u00f3pticas. Esto allana el camino hacia un sensor de campo magn\u00e9tico y de temperatura en ambiente liquido usando el espin del centro de nv. Adem\u00e1s, el control de posicionamiento y acoplamiento a nano-estructuras fot\u00f3nicas y plasm\u00f3nicas podr\u00eda tener un impacto para aplicaciones potenciales en circuitos completamente \u00f3pticos o dispositivos de \u00f3ptica cu\u00e1ntica.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>All optical manipulation of a single nitrogen-vacancy centre in nanodiamond<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 All optical manipulation of a single nitrogen-vacancy centre in nanodiamond <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Michael  Wolfgang Geiselmann <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 10\/04\/2014<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Roman Quidant<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: michel Orrit <\/li>\n<li>oliver Benson (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Michael Wolfgang Geiselmann La interacci\u00f3n de fotones con emisores cu\u00e1nticos individuales como los centros de nitr\u00f3geno-vacante (nv) 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