論文の概要: Nanoscale spin detection of copper ions using double electron-electron resonance at room temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.02650v2
• Date: Tue, 31 Aug 2021 19:19:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-17 10:47:59.725698
• Title: Nanoscale spin detection of copper ions using double electron-electron resonance at room temperature
• Title（参考訳）: 室温二重電子共鳴法による銅イオンのナノスケールスピン検出
• Authors: Kai Zhang and Shreya Ghosh and Sunil Saxena and M. V. Gurudev Dutt
• Abstract要約: 室温および低磁場下でのダイヤモンド中の単一スピンの二重電子電子共鳴による銅(Cu$2+$)イオンのナノスケールスピン検出と電子常磁性共鳴(EPR)スペクトルを報告する。 ポリリジンに溶解した銅塩化物分子の線幅$sim 2-3$ MHzで、予期せぬ細いEDP共鳴を測定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.314490133647142
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report the nanoscale spin detection and electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum of copper (Cu$^{2+}$) ions via double electron-electron resonance with single spins in diamond at room temperature and low magnetic fields. We measure unexpectedly narrow EPR resonances with linewidths $\sim 2-3$ MHz from copper-chloride molecules dissolved in poly-lysine. We also observe coherent Rabi oscillations and hyperfine splitting from single Cu$^{2+}$ ions, which could be used for dynamic nuclear spin polarization and higher sensitivity of spin detection. We interpret and analyze these observations using both spin hamiltonian modeling of the copper-chloride molecules and numerical simulations of the predicted DEER response, and obtain a sensing volume $\sim (250 \text{nm})^3$. This work will open the door for copper-labeled EPR measurements under ambient conditions in bio-molecules and nano-materials.
• Abstract（参考訳）: 銅 (cu$^{2+}$) イオンのナノスケールスピン検出と電子常磁性共鳴 (epr) スペクトルを、室温および低磁場におけるダイヤモンドの単一スピンによる二重電子電子共鳴により報告する。 ポリリジンに溶解した銅塩化物分子の線幅$\sim 2-3$ MHzで、予期せぬ細いEDP共鳴を測定する。 また、核スピン偏光の動的偏極やスピン検出の感度を高めるために、単一Cu$^{2+}=イオンからのコヒーレントなラビ振動と超微細分裂を観測した。 銅-塩化物分子のスピンハミルトニアンモデリングと予測された鹿応答の数値シミュレーションの両方を用いてこれらの観測を解釈・解析し、センシングボリューム$\sim (250 \text{nm})^3$を得る。 この研究は、生体分子やナノ材料の環境条件下での銅標識epr測定の扉を開く。

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