室温自旋成像的量子动态范围
量子物理
2022-08-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
自旋系统的磁共振成像结合了医学、化学和物理中的科学应用。本文研究了由植入氮空位中心（NV）并耦合到 纳米磁片的 40 微米乘 40 微米感兴趣区域组成的自旋的逐像素相干量子动力学。 是一种面内范德瓦耳斯铁磁体，我们甚至可在室温下通过 NV 电子的自旋信号对其定量探测。首先，我们将原子力显微镜测量的纳米尺度样品形状与磁共振成像数据结合。然后，利用 NV 传感器层的逐像素相干 Rabi 和 Ramsey 成像，描绘出与范德瓦耳斯铁磁体耦合的色心相干动力学。接下来，我们将哈密顿量的逐像素解拟合到量子传感器数据。结合数据与模型，我们可在 Ramsey 干涉模式下探索自旋振荡的失谐范围，其量子动态范围超过 。最后，我们展示了 范德瓦耳斯磁体对 NV 传感器层相干性的影响，并测得从 Rabi 到 Ramsey 成像模式量子振荡最大频率增加了 70 倍。
引用
@article{arxiv.2208.08146,
title = {The quantum dynamic range of room temperature spin imaging},
author = {Martin Schalk and Riccardo Silvioli and Karina Houska and Niels van Venrooy and Katrin Schneider and Nathan P. Wilson and Jan Luxa and Zdenek Sofer and Dominik Bucher and Andreas V. Stier and Jonathan J. Finley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08146},
year = {2022}
}