砷掺杂硅中的动态核极化与ESR孔燃烧
介观与纳米尺度物理
2020-06-24 v2 原子与分子团簇
摘要
我们报道了天然丰度砷掺杂硅晶体中^{29}Si核的动态核极化（DNP）实验研究，温度范围为0.1–1 K，强磁场为4.6 T。这确保了极高的电子自旋极化度、极慢的核弛豫以及实现Overhauser和分辨固体效应的最佳条件。我们发现，固体效应DNP导致ESR谱线中出现孔与峰的图样，其间距由施主电子与最靠近施主的^{29}Si核之间的超超精细相互作用决定。相反，Overhauser效应DNP主要影响与施主电子相互作用最弱的远端^{29}Si核。这导致ESR谱线中出现一个极窄（约3 mG宽）的孔。我们研究了燃烧后孔的弛豫，其由核自旋扩散引起。用简单的一维谱扩散模型分析自旋扩散数据，得到谱扩散系数D=8(3)×10^{-3} mG^2/s。我们的数据表明，即使在施主附近的冻结核中，自旋扩散也未完全被阻止。Overhauser DNP后窄孔的出现可解释为电子自旋的Rabi振荡导致冻结核的部分“软化”。
引用
@article{arxiv.1911.11654,
title = {Dynamic nuclear polarization and ESR hole burning in As doped silicon},
author = {J. Jarvinen and D. Zvezdov and J. Ahokas and S. Sheludyakov and L. Lehtonen and S. Vasiliev and L. Vlasenko and Y. Ishikawa and Y. Fujii},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11654},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 10 figures