利用 $^{13}$C NMR 探测中子辐照石墨中的单空位顺磁性

我们报告了利用 $^{13}$C 核磁共振波谱探测的中子辐照石墨中单空位缺陷的磁性质。缺陷磁矩的体顺磁性通过 NMR 频移和谱线宽度的温度依赖性揭示出来，两者均遵循居里行为，与宏观磁化测量结果一致。与原始石墨相比，缺陷磁矩产生的波动超精细场导致 $^{13}$C 核自旋-晶格弛豫率 $1/T_{1}$ 增大约两个数量级。在 7.1 T 的施加磁场下，10 K 以下 $1/T_{1}$ 的温度依赖性可以用热激活形式 $1/T_{1}\propto\exp(-\Delta/k_{B}T)$ 很好地描述，得到一个单一的塞曼能量 ($0.41\pm0.01$) meV，与仅存在极化的、非相互作用的缺陷磁矩完全一致。