单个固态自旋的自旋-晶格弛豫
介观与纳米尺度物理
2018-03-28 v1 量子物理
摘要
理解振动对单个自旋弛豫过程的影响，对于实现量子信息与量子计量应用的纳米系统至关重要。本工作中，我们提出一个理论微观模型来描述金刚石中带负电氮-空位中心相关的单个电子自旋的自旋-晶格弛豫，尽管我们的结果可推广到其他自旋-玻色子系统。从一般自旋-晶格相互作用哈密顿量出发，我们给出与热平衡声子浴耦合的电子自旋-1系统的量子主方程的详细描述和求解。我们特别关注 1 K 以下单声子过程的动力学，其中我们的结果与近期实验发现一致，并解析描述了温度和磁场的标度关系。在较高温度下，我们考虑相互作用哈密顿量中的线性和二阶项，并在适当时讨论声学和准局域声子的温度标度。我们的结果除证实在较高温度下纵向弛豫率的 温度依赖（与实验观测一致）外，还为在可能出现不同温度标度的宽温度范围内建模自旋-晶格弛豫提供了理论背景。
引用
@article{arxiv.1711.10280,
title = {Spin-lattice relaxation of individual solid-state spins},
author = {A. Norambuena and E. Muñoz and H. T. Dinani and A. Jarmola and P. Maletinsky and D. Budker and J. R. Maze},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.10280},
year = {2018}
}