論文の概要: Hyperpolarisation of external nuclear spins using nitrogen-vacancy
centre ensembles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12325v1
- Date: Fri, 29 Jan 2021 00:02:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 09:04:58.660514
- Title: Hyperpolarisation of external nuclear spins using nitrogen-vacancy
centre ensembles
- Title（参考訳）: 窒素空洞中心アンサンブルを用いた外部核スピンの過分極
- Authors: A. J. Healey, L. T. Hall, G. A. L. White, T. Teraji, M.-A. Sani, F.
Separovic, J.-P. Tetienne, L. C. L. Hollenberg
- Abstract要約: 微視的スケールでの浅いNVアンサンブルと外部核標的との偏光相互作用の証拠を示す。
その結果,現実的なダイヤモンド材料の改良にともなって,NMR感度向上のためのこの手法の実装が可能であることが示唆された。
- 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: The nitrogen-vacancy (NV) centre in diamond has emerged as a candidate to
non-invasively hyperpolarise nuclear spins in molecular systems to improve the
sensitivity of nuclear magnetic resonance (NMR) experiments. Several promising
proof of principle experiments have demonstrated small-scale polarisation
transfer from single NVs to hydrogen spins outside the diamond. However, the
scaling up of these results to the use of a dense NV ensemble, which is a
necessary prerequisite for achieving realistic NMR sensitivity enhancement, has
not yet been demonstrated. In this work, we present evidence for a polarising
interaction between a shallow NV ensemble and external nuclear targets over a
micrometre scale, and characterise the challenges in achieving useful
polarisation enhancement. In the most favourable example of the interaction
with hydrogen in a solid state target, a maximum polarisation transfer rate of
$\approx 7500$ spins per second per NV is measured, averaged over an area
containing order $10^6$ NVs. Reduced levels of polarisation efficiency are
found for liquid state targets, where molecular diffusion limits the transfer.
Through analysis via a theoretical model, we find that our results suggest
implementation of this technique for NMR sensitivity enhancement is feasible
following realistic diamond material improvements.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、核磁気共鳴(NMR)実験の感度を高めるために分子系の非侵襲的に超分極する核スピンの候補として浮上している。
原理実験のいくつかの有望な証明は、単一のnvからダイヤモンドの外の水素スピンへの小規模の偏光移動を実証している。
しかし、現実的なNMR感度向上を実現するための必須条件である高密度NVアンサンブルの使用によるこれらの結果のスケールアップはまだ実証されていない。
本研究では,マイクロメートルスケールでの浅層nvアンサンブルと外部核ターゲットとの偏光相互作用の証拠を示し,有用な偏光強化を実現するための課題を特徴付ける。
固体ターゲットにおける水素との相互作用の最も好ましい例は、NVあたりの最大偏極移動率$\approx 7500$ spins を10^6$ NVsを含む領域で測定することである。
分子拡散が転移を制限する液体状態目標に対して、偏光効率の低下が認められる。
理論モデルを用いて解析した結果,現実的なダイヤモンド材料の改良によりNMR感度向上技術の実装が可能であることが示唆された。
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