金刚石中通过无微波“集成”交叉效应的 13C 动态核极化
量子物理
2022-06-01 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
承载色心的半导体正成为低温场动态核极化（DNP）在或近室温下的有前景源材料，但超精细增宽、对磁场不均匀性的敏感性，以及其他顺磁缺陷诱导的核自旋弛豫构成了难以规避的实际限制。在此，我们探索一条替代路径，利用金刚石中与取代氮杂质（即所谓 P1 中心）耦合的氮空位（NV）中心实现色心辅助 DNP。在能级反交叉条件附近工作——此时 P1 塞曼分裂与某一 NV 自旋跃迁匹配——我们展示了通过连续磁场扫描与连续光激发的无微波高效 13C DNP。极化的幅度与符号可通过调节每个周期中低到高与高到低磁场扫描速率（使其中之一远快于另一）来控制。通过比较不同晶体取向下的 13C DNP 响应，我们表明该过程对磁场/NV 失准具有鲁棒性，这一特性使本技术适用于金刚石粉末及磁场不均匀的环境。对浅层 NV 的应用可利用表面顺磁缺陷与外核之间更大的物理邻近性，高效极化与金刚石晶体接触的目标样品。
引用
@article{arxiv.1909.06642,
title = {13C dynamic nuclear polarization in diamond via a microwave-free 'integrated' cross effect},
author = {J. Henshaw and D. Pagliero and P. R. Zangara and B. Franzoni and A. Ajoy and R. Acosta and J. A. Reimer and A. Pines and C. A. Meriles},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06642},
year = {2022}
}