Ultralow-Power Cryogenic Thermometry Based on Optical-Transition Broadening of a Two-Level System in Diamond
Notice bibliographique
Résumé
Cryogenic temperatures are the prerequisite for many advanced scientific applications and technologies. The accurate determination of temperature in this range and at the submicrometer scale is, however, nontrivial. This is due to the fact that temperature reading in cryogenic conditions can be inaccurate due to optically induced heating. Here, we present an ultralow-power, optical thermometry technique that operates at cryogenic temperatures. The technique exploits the temperature-dependent linewidth broadening measured by resonant photoluminescence of a two-level system: a germanium-vacancy color center in a nanodiamond host. The proposed technique achieves a relative sensitivity of ∼20% K –1, at 5 K. This is higher than any other all-optical nanothermometry method. Additionally, it achieves such sensitivities while employing excitation powers of just a few tens of nanowatts, several orders of magnitude lower than other traditional optical thermometry protocols. To showcase the performance of the method, we demonstrate its ability to accurately read out local differences in temperatures at various target locations of a custom-made microcircuit. Our work is a step toward the advancement of nanoscale optical thermometry at cryogenic temperatures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».