論文の概要: Polarizing electron spins with a superconducting flux qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.02463v1
• Date: Thu, 5 Aug 2021 09:04:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 07:23:36.414321
• Title: Polarizing electron spins with a superconducting flux qubit
• Title（参考訳）: 超伝導フラックス量子ビットによる偏光電子スピン
• Authors: Shingo Kukita, Hideaki Ookane, Yuichiro Matsuzaki, and Yasushi Kondo
• Abstract要約: 超伝導フラックス量子ビット(FQ)を用いて電子スピンをアクティブに分極することを提案する。 我々は、スピンロックに関連するラビ周波数が電子スピンの1つの共鳴に一致するようなFQ上のスピンロック手法を採用する。 本研究では,本手法が現実的な実験条件下で電子スピンの高偏極を実現することを示す。
• 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: Electron spin resonance (ESR) is a useful tool to investigate properties of materials in magnetic fields where high spin polarization of target electron spins is required in order to obtain high sensitivity. However, the smaller magnetic fields becomes, the more difficult high polarization is passively obtained by thermalization. Here, we propose to employ a superconducting flux qubit (FQ) to polarize electron spins actively. We have to overcome a large energy difference between the FQ and electron spins for efficient energy transfer among them. For this purpose, we adopt a spin-lock technique on the FQ where the Rabi frequency associated with the spin-locking can match the resonance (Larmor) one of the electron spins. We find that adding dephasing on the spins is beneficial to obtain high polarization of them, because otherwise the electron spins are trapped in dark states that cannot be coupled with the FQ. We show that our scheme can achieve high polarization of electron spins in realistic experimental conditions.
• Abstract（参考訳）: 電子スピン共鳴(ESR)は、高感度を得るためにターゲット電子スピンの高スピン偏光を必要とする磁場中の物質の特性を調べるための有用なツールである。 しかし、磁場が小さくなればなるほど、熱化によって受動的に高偏光が得られる。 本稿では,電子スピンを積極的に分極するために超伝導フラックス量子ビット(fq)を用いる。 効率的なエネルギー移動のためには、fqと電子スピンの間の大きなエネルギー差を克服する必要がある。 この目的のために、スピンロックに関連するRabi周波数が電子スピンの共鳴(Larmor)と一致するようなFQ上のスピンロック手法を採用する。 電子スピンがFQと結合できない暗い状態に閉じ込められているため、スピンにデファスを加えることはそれらの高偏極を得るのに有益である。 本手法は実環境下での電子スピンの高偏光化を実現することができることを示す。

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