論文の概要: Quantum Sensing of Spin Transport Properties of an Antiferromagnetic Insulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.03905v1
• Date: Sun, 8 Nov 2020 05:46:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 23:28:21.575032
• Title: Quantum Sensing of Spin Transport Properties of an Antiferromagnetic Insulator
• Title（参考訳）: 反強磁性絶縁体のスピン輸送特性の量子センシング
• Authors: Hailong Wang, Shu Zhang, Nathan J. McLaughlin, Benedetta Flebus, Mengqi Huang, Yuxuan Xiao, Eric E. Fullerton, Yaroslav Tserkovnyak, Chunhui Rita Du
• Abstract要約: 反強磁性絶縁体(AFI)は、次世代のスピントロニクスデバイスを開発する可能性から大きな関心を集めている。 この新興分野における大きな取り組みの1つは、長距離のスピン情報通信とストレージにAFIを活用することである。 本稿では、窒素空洞(NV)量子スピンセンサを介して、古型AFIα-Fe2O3の固有スピン輸送特性を光学的にアクセスするための非侵襲的手法を報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9694457584158742
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Antiferromagnetic insulators (AFIs) are of significant interest due to their potential to develop next-generation spintronic devices. One major effort in this emerging field is to harness AFIs for long-range spin information communication and storage. Here, we report a non-invasive method to optically access the intrinsic spin transport properties of an archetypical AFI {\alpha}-Fe2O3 via nitrogen-vacancy (NV) quantum spin sensors. By NV relaxometry measurements, we successfully detect the time-dependent fluctuations of the longitudinal spin density of {\alpha}-Fe2O3. The observed frequency dependence of the NV relaxation rate is in agreement with a theoretical model, from which an intrinsic spin diffusion constant of {\alpha}-Fe2O3 is experimentally measured in the absence of external spin biases. Our results highlight the significant opportunity offered by NV centers in diagnosing the underlying spin transport properties in a broad range of high-frequency magnetic materials, which are challenging to access by more conventional measurement techniques.
• Abstract（参考訳）: 反強磁性絶縁体(AFI)は、次世代のスピントロニクスデバイスを開発する可能性から大きな関心を集めている。 この新興分野における大きな取り組みの1つは、長距離スピン情報通信とストレージにAFIを活用することである。 本稿では,非侵襲的に,窒素空隙(nv)量子スピンセンサを介してafi {\alpha}-fe2o3の固有スピン輸送特性に光学的にアクセスする手法を提案する。 nvゆらぎ測定により, {\alpha}-fe2o3の縦スピン密度の時間依存性の変動を検出できた。 nv緩和率の観測周波数依存性は理論モデルと一致しており、外部スピンバイアスがなければ、"alpha}-fe2o3の固有スピン拡散定数が実験的に測定される。 以上の結果から,NVセンターが幅広い高周波磁気材料に根底にあるスピン輸送特性を診断する上で,より従来型の計測技術によるアクセスが困難であることを示す。

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