脉冲动态核极化的稳态模拟
化学物理
2025-07-24 v1
摘要
在脉冲动态核极化（DNP）中，增强体相核的极化需要重复施加微波脉冲序列。迄今为止，对电子自旋极化到偶极耦合核自旋的单次转移的分析指导了DNP脉冲序列的设计。这具有明显的缺陷，例如无法预测最佳重复时间。在实际的脉冲DNP实验中，来自未配电子的极化与核弛豫之间会达到平衡。在本文中，我们探索了三种计算该频闪稳态的算法：（1）通过传播子平方进行显式时间演化，（2）使用矩阵对数生成有效传播子，以及（3）利用Newton-Raphson方法直接计算稳态。算法（2）在此用途上数值不稳定。算法（1）和（3）均稳定；算法（3）最高效。我们将稳态模拟与0.34 T和1.2 T下的现有实验结果以及3.4 T下X-inverse-X（XiX）DNP的首次实验观测进行了比较：吻合良好，并且在考虑电子-质子距离和电子Rabi频率分布后吻合度进一步提高。我们证明了自旋系统在单次施加微波脉冲序列期间的轨迹不同于稳态轨道。这对DNP脉冲序列设计具有启示意义。
引用
@article{arxiv.2505.24444,
title = {Simulation of pulsed dynamic nuclear polarization in the steady state},
author = {Shebha Anandhi Jegadeesan and Yujie Zhao and Graham M. Smith and Ilya Kuprov and Guinevere Mathies},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24444},
year = {2025}
}
备注
submitted