論文の概要: Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin ratchet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.07223v3
• Date: Thu, 18 Aug 2022 19:30:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 14:21:04.306223
• Title: Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin ratchet
• Title（参考訳）: 光励起型スピンラットチェットにおける急激なスピン偏極注入
• Authors: Adrisha Sarkar, Brian Blankenship, Emanuel Druga, Arjun Pillai, Ruhee Nirodi, Siddharth Singh, Alexander Oddo, Paul Reshetikhin, Ashok Ajoy
• Abstract要約: 高速分極可能な電子を利用してスピン注入速度を向上する戦略について報告する。 ダイヤモンド中の13C原子核に偏極を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。 スピンラチェット偏光伝達機構により、スピン注入速度を2桁以上向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1301457567913
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rapid injection of spin polarization into an ensemble of nuclear spins is a problem of broad interest, spanning dynamic nuclear polarization (DNP) to quantum information science. We report on a strategy to boost the spin injection rate by exploiting electrons that can be rapidly polarized via high-power optical pumping. We demonstrate this in a model system of Nitrogen Vacancy center electrons injecting polarization into a bath of 13C nuclei in diamond. We deliver >20W of continuous, nearly isotropic, optical power to the sample, constituting a substantially higher power than in previous experiments. Through a spin-ratchet polarization transfer mechanism, we show boosts in spin injection rates by over two orders of magnitude. Our experiments elucidate bottlenecks in the DNP process caused by rates of electron polarization, polarization transfer to proximal nuclei, and spin diffusion. This work demonstrates opportunities for rapid spin injection employing non-thermally generated electron polarization, and has relevance to a broad class of experimental systems including in DNP, quantum sensing, and spin-based MASERs.
• Abstract（参考訳）: スピン偏光を核スピンのアンサンブルに素早く注入することは、動的核偏光(dnp)を量子情報科学にまたがる幅広い関心の種である。 我々は、高出力光ポンピングにより高速に偏光できる電子を活用することでスピン注入率を高める戦略について報告する。 ダイヤモンド中の13c原子核の浴に偏光を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。 20Wの連続的、ほぼ等方的な光学パワーを試料に供給し、以前の実験よりもかなり高い出力を構成する。 スピンラチェット偏光移動機構により, 2桁以上のスピン注入速度の増大を示す。 我々の実験は、電子偏極速度、近位核への偏極移動、スピン拡散によるDNP過程のボトルネックを明らかにする。 この研究は、非熱的に生成する電子偏極を用いた高速スピン注入の機会を示し、DNP、量子センシング、スピンベースのMASERを含む幅広い種類の実験システムに関係している。

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