探测远程核自旋
介观与纳米尺度物理
2015-06-04 v1 量子物理
摘要
探测单个核自旋是基于磁共振成像技术的核心挑战。尽管不同的方法，尤其是基于金刚石缺陷的传感与成像技术，在原理上已显示出足够的灵敏度，但来自单个核自旋的信号通常太弱，难以从背景噪声中区分出来。在此，我们展示了对嵌入在围绕金刚石氮 - 空位（NV）中心单个电子自旋的核自旋浴中的远程单个 C-13 核自旋的探测与识别。通过对中心电子自旋进行动力学解耦控制，来自距离中心约 3 nm 处单个核自旋的弱磁场（约 10 nT）以及弱至约 500 Hz 的超精细耦合被放大并得以探测。我们确认了耦合的量子性质，并确定了精确位置及核磁场的矢量分量。鉴于可探测核磁场的距离范围，该技术标志着向成像、探测和控制金刚石传感器外部核自旋种类迈出了坚实的一步。
引用
@article{arxiv.1204.6513,
title = {Sensing remote nuclear spins},
author = {Nan Zhao and Jan Honert and Berhard Schmid and Junichi Isoya and Mathew Markham and Daniel Twitchen and Fedor Jelezko and Ren-Bao Liu and Helmut Fedder and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.6513},
year = {2015}
}