使用微波光子计数的白钨矿晶体电子顺磁共振谱学

最近，通过计数电子自旋在辐射弛豫时发射的微波光子，已被引入作为一种在毫开尔文温度下进行电子顺磁共振谱学的灵敏新方法。在这里，我们将这种自旋荧光方法应用于CaWO4白钨矿晶体，发现了一些已知的（Er³⁺、Yb³⁺、Nd³⁺和Fe³⁺）和其他未知的顺磁杂质。以Er³⁺:CaWO4的零核自旋同位素（I=0）跃迁作为模型系统，我们提供了激发脉冲后随时间变化的光子计数率的定量分析，作为其功率的函数。发现所达到的信噪比在相同条件下比通过电感检测的哈恩回波获得的高一个数量级。最后，我们使用低激发功率的自旋荧光谱学来探测沉积在表面上的金属线附近稀土离子的性质；我们的数据揭示了由金属相对于底层晶体的热收缩引起的机械应变导致的谱线畸变。对于应变最大的离子，还观察到了相干振荡。