以双电子自旋棘轮作为任意材料靶标无微波动态核极化的平台
量子物理
2019-05-01 v1
摘要
半导体粉末中光泵浦的色心有潜力在环境温度或近环境温度条件下诱导周围固体或流体中的高水平核自旋极化，但源于颗粒随机取向以及存在未极化顺磁缺陷的复杂性阻碍了极化向缺陷宿主材料之外的流动。在此，我们从理论上研究金刚石中相互作用的氮空位（NV）与替代氮（P1）中心的自旋动力学，表明在外质子于NV-P1能级反交叉处的磁场扫描过程中被高效地自旋极化。该过程可借助NV-P1自旋棘轮来解释，其手性——以及由此产生的核极化符号——取决于光激发脉冲的相对时序。进一步，我们发现极化转移机制对NV相对于外磁场的错位具有鲁棒性，并且在宽泛的电子-电子与电子-核自旋耦合范围内均高效，即便代理自旋具有较短的相干或自旋-晶格弛豫时间。因此，这些结果为在环境条件下将任意自旋靶标置于金刚石粉末邻近处实现其动态核极化铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1904.08563,
title = {Two-electron-spin ratchets as a platform for microwave-free dynamic nuclear polarization of arbitrary material targets},
author = {Pablo R. Zangara and Jacob Henshaw and Daniela Pagliero and Ashok Ajoy and Jeffrey A. Reimer and Alexander Pines and Carlos A. Meriles},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.08563},
year = {2019}
}