金刚石中两组氮空位中心的双电子共振

钻石中的氮空位(NV)中心被广泛应用于多种传感器的开发中。这些设备的灵敏度既受限于所用中心的数量,也与其相干特性有关。虽然顺磁杂质(如碳13同位素和P1中心)对相干特性的影响已较为明确,但NV中心间的相互耦合作用在相对密集的NV系综中尤为重要,目前学界对此认识仍不足。该研究团队采用动态双电子-电子共振(DEER)序列对NV-NV相互作用进行了系统性研究,首次实现了对NV中心相互作用的直接观测。实验考察了由3个和4个脉冲组成的两种动态DEER序列,其中3脉冲序列中的相位跃变现象被归因于序列内非对易旋转效应。研究人员不仅分析了态矢量旋转的相位特性,还研究了其振幅衰减规律,从而完整揭示了NV-NV相互作用导致的退相干机制。研究表明,态矢量衰减速率与自旋1/2系统的理论预测存在显著差异,但在NV中心磁跃迁饱和条件下,DEER序列观测到的衰减速率仍能可靠反映自旋浴浓度,可用于NV中心浓度的定量测量。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-20 07:00

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