利用氮空位中心系综实现外部核自旋的超极化
介观与纳米尺度物理
2021-05-26 v1 量子物理
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心已成为一种非侵入式超极化分子系统中核自旋以提升核磁共振（NMR）实验灵敏度的候选方案。若干有前景的原理验证实验已证明单个 NV 向金刚石外氢自旋的小规模极化转移。然而，将这些结果扩展到使用致密 NV 系综（这是实现实际 NMR 灵敏度增强的必要前提）尚未得到证明。在本工作中，我们给出了浅层 NV 系综与微米尺度外部核靶之间存在极化相互作用的证据，并刻画了实现有用极化增强所面临的挑战。在与固态靶中氢相互作用的最有利示例中，测得最大极化转移速率为每个 NV 每秒约 7500 个自旋，该值是在包含约 10^6 个 NV 的区域上平均得到的。对于液态靶，发现极化效率降低，其中分子扩散限制了转移。通过理论模型分析，我们发现结果表明在金刚石材料实现切实改进后，将该技术用于 NMR 灵敏度增强是可行的。
引用
@article{arxiv.2101.12325,
title = {Hyperpolarisation of external nuclear spins using nitrogen-vacancy centre ensembles},
author = {A. J. Healey and L. T. Hall and G. A. L. White and T. Teraji and M. -A. Sani and F. Separovic and J. -P. Tetienne and L. C. L. Hollenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12325},
year = {2021}
}