红宝石Al2O3中光探测Cr3+离子的自旋测温与自旋弛豫
介观与纳米尺度物理
2020-10-07 v2
摘要
固态晶体中的顺磁离子构成了许多先进技术的基础，如激光器、脉泽、频率标准和量子增强传感器。研究最广泛的例子之一是蓝宝石（Al2O3）中的Cr3+离子，即红宝石，其在20世纪50和60年代已被深入研究。然而，尽管对红宝石已有数十年的研究，其一些基本光学和自旋性质在极低温下尚未被表征。在本文中，我们在稀释制冷机中对红宝石晶体进行了低至20 mK的极低温光测量。通过分析其4A2基态自旋能级的相对布居，我们提取出在连续激光激发下晶格温度为143(7) mK。我们进行的自旋晶格弛豫T1测量与直接单声子模型极为吻合。此外，我们进行了光探测磁共振测量，显示了在不同磁场下基态自旋能级间的磁驱动跃迁。我们的测量表征了红宝石的一些低温自旋性质，并为更先进的自旋控制实验奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2007.07493,
title = {Spin thermometry and spin relaxation of optically detected Cr3+ ions in ruby Al2O3},
author = {Vikas K. Sewani and Rainer J. Stöhr and Roman Kolesov and Hyma H. Vallabhapurapu and Tobias Simmet and Andrea Morello and Arne Laucht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07493},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 7 figures