单个核自旋-9/2 的高精度超精细光谱
量子物理
2026-05-05 v1
摘要
单自旋磁共振光谱有望以非侵入方式，在原子或分子层面上获取结构和化学信息。本文采用 10 mK 条件下通过微波光子计数检测的 CaWO4 晶体中的 Er3+ 参数性中心，作为纳米尺度磁感应器，用于测量邻近单个核自旋-9/2 93Nb 杂质的核磁谱，实现赫兹级频谱分辨率。通过这些测量，我们确定了 93Nb 的插入位置、其相对于 Er3+ 的位置以及完整的四极扰动张量。我们进一步利用高频谱分辨率，确认了旋哈密顿量中两个先前未观察到的项。第一项描述了 Er3+ 自旋与 93Nb 核四极扰动之间的耦合；可能源于两种系统之间旋度相关的静电相互作用。第二项为核六边形偶极项，可能由电场三阶导数与 93Nb 核六边形偶极矩的耦合导致。
引用
@article{arxiv.2605.02857,
title = {Precision hyperfine spectroscopy of an individual nuclear-spin-9/2},
author = {J. Travesedo and Z. W. Huang and L. Mykolyshyn and N. Thill and L. Pallegoix and P. Goldner and T. Chaneliere and S. Bertaina and T. Charpentier and D. Esteve and P. Abgrall and D. Vion and J. OSullivan and E. Flurin and P. Bertet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02857},
year = {2026}
}