Sensado cuántico de acoplamientos eléctricos mesoscópicos entre cargas puntuales en diamante

12 Nov. 2025 - Aula Magna - 14:30hs

Los centros de color en semiconductores son plataformas útiles para información cuántica y sensado a nanoescala, pero la mayor parte del trabajo ha privilegiado los grados de libertad ópticos y de espín. Usando el centro nitrógeno-vacancia (NV) en diamante como paradigma, esta charla discute el uso de las interacciones eléctricas—acoplamientos coulombianos directos con trampas de carga próximas y con portadores fotogenerados—como fuente alternativa de información. Primero mostraré cómo las correlaciones estadísticas en las fluctuaciones espectrales de transiciones ópticas permiten triangular las posiciones tridimensionales relativas de NVs acoplados y ubicar trampas de carga cercanas. Después describiré experimentos demostrando la lectura de carga en disparo único para seguir eventos individuales de captura de huecos por NV⁻. Combinando microscopía de campo amplio con espectroscopía óptica multiplexada, realizamos lectura simultánea en cientos de NVs para desentrañar el papel de impurezas ionizadas, observar la formación de campos de carga espacial, y seguir la termalización de portadores durante la difusión. En regímenes donde las trampas coexistentes han sido neutralizadas, medimos diámetros efectivos de captura de huecos para NV⁻ superiores a 0,4 μm, cercanos al límite de Onsager. En conjunto, estos resultados abren nuevas vías para establecer interacciones entre centros de color a distancias que superan lo alcanzable mediante acoplamientos magnéticos, con implicaciones en nanoelectrónica y el procesado de información cuántica.