利用金刚石中单个氮空位中心对小型系综顺磁自旋的电子自旋共振谱学
介观与纳米尺度物理
2016-10-05 v2
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心是一种用于纳米尺度磁传感的极具前景的传感器。在此，我们报道利用金刚石中单个 NV 中心进行电子自旋共振（ESR）谱学测量。首先，使用 230 GHz ESR 谱仪，我们对 Ib 型样品晶体进行了系综 ESR，并确认取代型单氮杂质是样品晶体中的主要顺磁中心。随后，我们对单个 NV 中心进行了自由感应衰减和自旋回波测量，以研究 NV 中心周围纳米尺度浴自旋的静态与动态性质。我们还利用双电子-电子共振谱学结合单个 NV 中心测量了浴自旋的 ESR 谱。基于 NV 的 ESR 测量的谱分析确定所探测的自旋为氮杂质自旋。该实验也在金刚石样品中的其他几个单个 NV 中心上开展，表明浴自旋的性质因 NV 中心而异，意味着利用基于 NV 的 ESR 可探测微观体积内的自旋。最后，我们讨论了基于 NV 的 ESR 谱学所探测到的自旋数量。通过将实验结果与模拟对比，我们估计探测到的自旋数量为 50 个。
引用
@article{arxiv.1507.08744,
title = {Electron spin resonance spectroscopy of small ensemble paramagnetic spins using a single nitrogen-vacancy center in diamond},
author = {Chathuranga Abeywardana and Viktor Stepanov and Franklin H. Cho and Susumu Takahashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.08744},
year = {2016}
}
备注
15 pages and 5 figures