在室温低场下高纯钻石中实现5%的$^{13}$C核自旋超极化

钻石中可光极化的氮-空位（NV）中心能够在低磁场和室温下实现$^{13}$C核自旋的超极化。然而，实现与传统动态核极化相当的高极化水平仍然具有挑战性。在此，我们证明在低于10 mT的磁场下，可以获得5%的$^{13}$C极化，相当于超过$7 \times 10^6$的增强比。我们使用了初始氮浓度低（< 1 ppm）的高纯钻石，这也导致了超过100分钟的长时间存储。通过将磁场沿[100]方向对齐，参与极化转移的NV自旋数量增加了四倍。我们针对该磁场方向，对场强和微波（MW）频率扫描参数进行了全面优化。最佳的MW扫描宽度表明，极化转移主要通过集成固体效应随后进行核自旋扩散，主要发生在体$^{13}$C自旋上。