通过“高尔顿板”动态核极化实现电子到核的谱映射

Arjun Pillai; Moniish Elanchezhian; Teemu Virtanen; Sophie Conti; Ashok Ajoy

doi:10.1063/5.0157954

通过“高尔顿板”动态核极化实现电子到核的谱映射

量子物理 2024-02-27 v2 介观与纳米尺度物理化学物理

作者: Arjun Pillai , Moniish Elanchezhian , Teemu Virtanen , Sophie Conti , Ashok Ajoy

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摘要

我们报告了一种通过向局域环境中的核自旋转移极化来间接读取电子自旋谱的策略。核自旋远更丰富且寿命更长，允许在其中进行重复的极化积累。随后的核探测可揭示电子态密度谱的信息。我们在实验上演示了该方法：通过读取晶格13C核来读出金刚石中氮空位中心电子的ESR谱。对13C核的自旋锁定控制显著增强了核读取的信噪比。谱映射读取在操作上具有无背景、不受晶体取向与光学散射影响的优势。我们利用这些优势展示了在水下磁力测量中的应用。该“一对多”谱映射的物理基础本身引人入胜。为揭示其起源，我们建立了理论模型，将涉及级联Landau-Zener反交叉遍历的系统动力学映射为倾斜“高尔顿板”的运作。该工作指出了在稀电子系统以及电子-核混合量子存储器与传感器中实现“ESR-via-NMR”的新机遇。

关键词

动态核极化电子自旋读取高尔顿板氮空位中心 ESR-via-NMR Landau-Zener 量子传感器

引用

@article{arxiv.2110.06826,
  title  = {Electron-to-nuclear spectral mapping via "Galton board" dynamic nuclear polarization},
  author = {Arjun Pillai and Moniish Elanchezhian and Teemu Virtanen and Sophie Conti and Ashok Ajoy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06826},
  year   = {2024}
}

备注

5 pages, 4 figures. SI: 1 page, 2 figures

通过“高尔顿板”动态核极化实现电子到核的谱映射

摘要

关键词

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备注

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