通过选择性超精细调控最大化动态核极化

动态核极化（DNP）指一类通过将高度极化电子系综的自旋极化转移至目标核分析物，从而增强核磁共振测量信号的技术。然而，这些技术需施加强磁场以最大化电子自旋极化，限制了电子-核（超精细）自旋耦合与转移的途径。本工作中我们表明，对于具有本征零场分裂、电子自旋$S\geq1$的体系，可利用一类基于实验室系交叉弛豫的更强超精细相互作用，在中等磁场下提升DNP效率与产率。我们解析地回顾现有方法，并确定该方法使向核系综的极化转移速率较现有技术提高多达一个数量级。该结果在室温下使用金刚石中氮空位（NV）缺陷的光可极化$S=1$电子自旋系统作为电子自旋极化源进行了实验演示。最后，我们评估了这些基于NV的方法对金刚石外部宏观量分子自旋进行极化以用于NMR和MRI应用的效用。