論文の概要: Effect of phonons on the electron spin resonance absorption spectrum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.10355v2
• Date: Fri, 24 Apr 2020 14:59:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 11:13:16.218135
• Title: Effect of phonons on the electron spin resonance absorption spectrum
• Title（参考訳）: 電子スピン共鳴吸収スペクトルに対するフォノンの影響
• Authors: Ariel Norambuena, Alejandro Jimenez, Christoph Becher and Jer\'onimo R. Maze
• Abstract要約: 磁気活性系の電子スピン共鳴(ESR)信号に対するフォノンと温度の影響をモデル化する。 ESR信号の抑制はフォノンの膨張によるものであるが、軌道クエンチングの一般的な仮定に基づくものではない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The unavoidable presence of vibrations in solid-state devices can drastically modify the expected electron spin resonance (ESR) absorption spectrum in magnetically active systems. In this work, we model the effect of phonons and temperature on the ESR signal in molecular systems with strong $E \otimes e$ Jahn-Teller (JT) effect and an electronic spin-$1/2$. Our microscopic model considers the linear JT interaction with a continuum of phonon modes, the spin-orbit coupling, the Zeeman effect, and the response of the system under a weak oscillating magnetic field. We derive a Lindblad master equation for the orbital and spin degrees of freedom, where one- and two-phonon processes are considered for the phonon-induced relaxation, and the thermal dependence of Ham reduction factors is calculated. We find that the suppression of ESR signals is due to phonon broadening but not based on the common assumption of orbital quenching. Our results can be applied to explain the experimentally observed absence of the ESR signal in color centers in diamond, such as the neutral nitrogen-vacancy and negatively charged silicon-vacancy color centers in diamond.
• Abstract（参考訳）: 固体デバイスにおける振動の避けられない存在は、磁気活性系の期待電子スピン共鳴(ESR)吸収スペクトルを劇的に変更することができる。 本研究では, フォノンと温度が分子系のESR信号に与える影響を, 強い$E \otimes e$ Jahn-Teller (JT) 効果と電子スピン-$1/2$でモデル化する。 我々の微視的モデルは、フォノンモードの連続体との線形JT相互作用、スピン軌道結合、ゼーマン効果、弱い振動磁場下での系の応答を考察する。 我々は, 1-および2-フォノン過程をフォノン誘起緩和に考慮し, ハム還元係数の温度依存性を計算した, 軌道およびスピン自由度に対するリンドブラッドマスター方程式を導出した。 ESR信号の抑制はフォノンの膨張によるものであるが、軌道クエンチングの一般的な仮定に基づくものではない。 本研究は,中性窒素空孔,負電荷シリコン空孔カラーセンタなど,ダイヤモンドの色中心におけるESR信号の欠如を実験的に説明するために応用できる。

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