基于双共振的核自旋量子外差传感
量子物理
2022-05-23 v1
摘要
纳米尺度核磁共振（NMR）信号可通过与顺磁电子传感自旋的超精细相互作用来测量。外差方法被广泛用于克服电子自旋寿命对谱分辨率的限制。它使用一系列与进动信号相干施加的修正 Hahn 回波脉冲序列，从而得到亚采样的 NMR 信号。由于施加高电子 Rabi 频率存在困难，其应用局限于低场，因此该方法在高场（有益于 NMR）下的全部潜力尚未被发掘。在此，我们提出利用一系列相位相干的电子-核双共振传感块进行外差探测，将纳米尺度 NMR 协议扩展到任意磁场。我们在单个 NV 中心上演示了这一原理，包括单个 NV 中心周围环境浴中固有的 N 和弱耦合的 C 核自旋。我们将我们的协议与现有外差协议进行比较并讨论其前景。该工作为基于 NV 中心的高场纳米尺度外差 NMR 协议铺平了道路，这对于减小样品体积和提高化学分辨率至关重要。
引用
@article{arxiv.2205.10182,
title = {Quantum Heterodyne Sensing of Nuclear Spins via Double Resonance},
author = {Jonas Meinel and Minsik Kwon and Durga Dasari and Hitoshi Sumiya and Shinobu Onoda and Junichi Isoya and Vadim Vorobyov and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10182},
year = {2022}
}
备注
27 pages, 11 figures