对同位素富集硅 -28 晶体中光超极化磷供体核的感应测量

我们在实验上演示了对同位素富集硅 -28 晶体中光超极化磷 -31 供体核自旋的感应读出。晶体中磷供体的浓度为 1.5 x 10$^{15}$ cm$^{-3}$，比此前通过直接感应探测检测到的浓度低三个数量级。在 1 cm$^3$样品（约$10^{15}$个自旋）的单次自由感应衰减中测得的信噪比为 113。通过将样品转移至 X 波段 ESR 波谱仪，我们获得了 1.7 K 下核自旋极化率的下限为 64%。使用 Hahn 回波序列测得的$^{31}$P-T$_{2}$在 1.7 K 时为 420 ms，并通过 Carr Purcell 循环延长至 1.2 s。1.7 K 下$^{31}$P 核自旋的 T$_1$极长，无法确定，因为即使在 4.5 小时的时间尺度上也未观察到衰减。光激发使用 1047 nm 激光进行，提供了硅的带隙以上激发。4.2 K 下的超极化建立遵循特征时间为 577 s 的单指数规律，而 1.7 K 下的建立则表现出特征时间常数分别为 578 s 和 5670 s 的双指数行为。