“高尔顿板”式核超极化
量子物理
2021-10-19 v2 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
我们考虑通过极化转移给耦合核自旋并随后读出，来确定电子自旋谱的问题。这暗示了利用动态核极化 (DNP) 实现“借 NMR 读 ESR”的应用。本文中，我们发展了一个耦合电子-核系统经级联 Landau-Zener 反交叉 (LZ-LACs) 的演化动力学模型，以此描述该过程的理论基础。我们提出一种方法，将这些穿越映射为等效“高尔顿板”的操作。此处，LZ-LAC 点充当高尔顿板“钉柱”的类似物，核布居与之相互作用后重新分布。由此产生的超极化进而追踪局域电子态密度。我们表明，该方法给出了极化转移动力学直观且可解析处理的求解，包括在均匀增宽电子谱线翼处进行 DNP 的情形。我们将此方法应用于由金刚石中氮空位 (NV) 中心电子与 N 个相邻 13C 核自旋超精细耦合构成的模型系统，并讨论了核自旋探测 NV 中心磁强计的应用。更广泛地，此处发展的“一对多”电子到核谱映射方法，暗示了在量子存储与传感中的有趣应用，以及多核自旋极限下 DNP 过程建模的更广泛应用。
引用
@article{arxiv.2110.05742,
title = {"Galton board" nuclear hyperpolarization},
author = {Moniish Elanchezhian and Arjun Pillai and Teemu Virtanen and Ashok Ajoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.05742},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 12 figures