单晶钨酸钙中顺磁和稀土离子自旋缺陷的精密多模微波光谱学
量子物理
2024-10-23 v4 材料科学
摘要
我们展示了在低温30 mK下，低损耗单晶圆柱形CaWO样品中稀薄离子自旋系综缺陷的实验观测。通过用晶体构建介质加载微波腔谐振器，阐明了晶体场微扰。该谐振器表现出多种回音壁模式，Q因子高达，相当于损耗角正切约。低损耗允许对众多高Q因子光子-自旋相互作用进行精密多模光谱学测量。在7至22 GHz之间的测量揭示了Gd、Fe以及另一种痕量物种（推断为稀土元素）的存在，浓度在十亿分之一量级。这些发现进一步激发了探索这种低损耗介电材料在精密和量子计量学以及超越标准模型物理测试方面的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2312.05199,
title = {Precision Multi-Mode Microwave Spectroscopy of Paramagnetic and Rare-Earth Ion Spin Defects in Single Crystal Calcium Tungstate},
author = {Elrina Hartman and Michael E Tobar and Ben T McAllister and Jeremy Bourhill and Maxim Goryachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05199},
year = {2024}
}