論文の概要: Maximising Dynamic Nuclear Polarisation via Selective Hyperfine Tuning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12508v1
- Date: Wed, 23 Dec 2020 06:19:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 19:57:10.255177
- Title: Maximising Dynamic Nuclear Polarisation via Selective Hyperfine Tuning
- Title（参考訳）: 選択的ハイパーファインチューニングによる動的核偏極の最大化
- Authors: L. T. Hall, D. A. Broadway, A. Stacey, D. A. Simpson, J-P. Tetienne,
and L. C. L. Hollenberg
- Abstract要約: 電子スピン$Sgeq1$が固有ゼロフィールド分割を持つシステムの場合、DNP効率と収率を改善するために、より強い超微細相互作用の別のクラスが用いられる可能性がある。
我々は既存の手法を解析的に検討し、この手法が既存の手法よりも桁違いに原子核アンサンブルへの偏極移動率を高めることを判断する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic nuclear polarisation (DNP) refers to a class of techniques used to
increase the signal in nuclear magnetic resonance measurements by transferring
spin polarisation from ensembles of highly polarised electrons to target
nuclear analytes. These techniques, however, require the application of strong
magnetic fields to maximise electron spin polarisation, limiting pathways for
electron-nuclear (hyperfine) spin coupling and transfer. In this work we show
that, for systems of electronic spin $S\geq1$ possessing an intrinsic
zero-field splitting, a separate class of stronger hyperfine interactions based
on lab-frame cross relaxation may be utilised to improve DNP efficiency and
yield, whilst operating at moderate fields. We analytically review existing
methods, and determine that this approach increases the rate of polarisation
transfer to the nuclear ensemble by up to an order of magnitude over existing
techniques. This result is demonstrated experimentally at room temperature
using the optically polarisable $S=1$ electron spin system of the nitrogen
vacancy (NV) defect in diamond as the source of electron spin polarisation.
Finally we assess the utility of these NV-based approaches for the polarisation
of macroscopic quantities of molecular spins external to the diamond for NMR
and MRI applications.
- Abstract（参考訳）: 動的核偏極 (DNP) は、高偏極電子のアンサンブルから標的核分析へスピン偏極を移すことによって核磁気共鳴測定における信号を増加させる技術である。
しかしこれらの技術は、強い磁場を用いて電子スピンの偏極を最大化し、電子核スピンカップリングと移動の経路を制限する必要がある。
本研究は、電子スピン$S\geq1$の系が固有零フィールド分割を持つ場合、実験片交差緩和に基づくより強い超微粒子相互作用の別クラスが、中等場の運転中に、DNP効率と収率を改善するために用いられることを示す。
我々は既存の手法を解析的に検討し、この手法が既存の手法よりも桁違いに原子核アンサンブルへの偏極移動率を高めることを決定する。
この結果は、電子スピン偏光源としてダイヤモンドの窒素空孔(nv)欠陥の光学偏光性$s=1$電子スピン系を用いて室温で実験的に実証された。
最後に、NMRおよびMRI応用のために、ダイヤモンド外部の分子スピンの巨視的量分極に対するこれらのNVベースのアプローチの有用性を評価する。
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