含自旋噪声的OSCAR MRFM中的高斯近似与单自旋测量

一种测量单电子自旋的有前景的技术是磁共振力显微镜（MRFM），其中带有永磁尖端的微悬臂梁被单个振荡自旋共振驱动。如果悬臂梁的品质因子足够高，该信号将随时间放大到可通过光学或其他技术检测的程度。然而，一个重要的要求是，该测量过程的时间尺度应远短于任何干扰被测自旋取向的噪声。我们描述了MRFM系统的自旋噪声模型，并展示了在转换到通常的旋转坐标系时，这种噪声如何变成时间相关的。我们通过将悬臂梁波函数近似为高斯波包来简化悬臂梁-自旋系统的描述，并表明所得近似与完整量子行为高度吻合。然后，我们研究了在悬臂梁存在热噪声且自旋存在自旋噪声的情况下检测信号的问题，推导了使其成为有用测量的条件。