纳米尺度 NMR 中提高分辨率的提案：有限持续时间脉冲的量子传感

金刚石中的氮空位（NV）色心是开发量子传感器（包括单自旋和单分子 NMR）的极其重要的平台。通过重复的微波脉冲序列，微弱单自旋信号的探测得到了极大增强；在这些动力学解耦（DD）技术中，实验中扫描的关键控制参数是脉冲之间的时间间隔 $\tau$。在此我们表明，事实上，脉冲持续时间提供了一个强大的额外控制参数。以前，不可忽略的脉冲宽度仅被视为实验误差源，而在此我们阐明了其潜在的量子动力学：我们识别出一个量子态交叉的图景，这些交叉通常是关闭（非激活）的，但可以通过将脉冲宽度从零开始调整来受控地激活（打开）。我们将这些交叉与最近在 NV 自旋量子相干中观察到的但意料之外的凹陷（即所谓的伪凹陷）联系起来。基于这一新理解，这些尖锐特征的位置和强度均可被精确控制；它们与短持续时间微波脉冲通常较宽的相干凹陷共存，但其尖锐性使得量子金刚石传感器或其类似物能够进行更高分辨率的波谱分析。