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title: "Modeling Photoluminescence Dynamics in NV Ensembles with Charge Conversion Effects • CBPF Index"
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**Master's dissertation****Defended**

# **Modeling Photoluminescence Dynamics in NV Ensembles with Charge Conversion Effects**

**Sergio Ricardo Muniz; Anderson Monteiro Amaral**

05/22/2026

[**Download PDF **4.1 MB](https://index.cbpf.br/files/publicacao/6ad2a767639f62b11adbdbae/pdf) [**Contact owner**](mailto:denise@cbpf.br?subject=Modeling%20Photoluminescence%20Dynamics%20in%20NV%20Ensembles%20with%20Charge%20Conversion%20Effects)

## **Abstract**

Neste trabalho, apresentamos uma estrutura de simulação para descrever a dinâmica eletrônica de centros de vacância de nitrogênio (NV) em diamante. O modelo é formulado dentro de uma abordagem matricial, na qual a evolução do sistema é governada por matrizes de taxas de transição e modulada por um termo de exponencial esticada. Uma matriz descreve a dinâmica sob excitação óptica contínua, enquanto uma segunda matriz representa a evolução eletrônica na ausência de iluminação (condições de escuro). A inclusão do termo de exponencial esticada captura processos lentos de conversão de carga, levando a variações na população de N V −, que atribuímos a processos de absorção de dois fótons envolvendo N V 0 em nossa amostra. O modelo é baseado em um formalismo de equações de taxa amplamente utilizado na literatura. Inicialmente, analisamos como esse modelo base reproduz observáveis experimentais fundamentais, em particular a resposta de fotoluminescência (PL). Em seguida, estendemos o modelo incorporando mecanismos físicos adicionais, como conversão de carga, e aplicamos o formalismo para caracterizar uma amostra de diamante disponível em nosso laboratório. A metodologia desenvolvida aqui fornece um protocolo sistemático e reprodutível para a caracterização de ensembles de centros NV com diferentes ambientes de defeitos e propriedades do material, indo além da amostra específica investigada neste trabalho.

## **Publication details**

<dl>

<dt>Authors</dt>
<dd>Sergio Ricardo Muniz; Anderson Monteiro Amaral</dd>

<dt>Type</dt>
<dd>Master's dissertation</dd>

<dt>Status</dt>
<dd>Defended</dd>

<dt>Publication date</dt>
<dd>22/05/2026</dd>

<dt>Institution</dt>
<dd>CBPF</dd>

<dt>Defense date</dt>
<dd>22/05/2026</dd>

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