論文の概要: Microwave fluorescence detection of spin echoes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13586v1
- Date: Mon, 29 Aug 2022 13:27:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 14:42:48.603217
- Title: Microwave fluorescence detection of spin echoes
- Title（参考訳）: スピンエコーのマイクロ波蛍光検出
- Authors: Eric Billaud, Leo Balembois, Marianne Le Dantec, Milos Ran\v{c}i\'c,
Emanuele Albertinale, Sylvain Bertaina, Thierry Chaneli\`ere, Philippe
Goldner, Daniel Est\`eve, Denis Vion, Patrice Bertet, Emmanuel Flurin
- Abstract要約: 電子スピンのアンサンブルによって放出されるマイクロ波光子を放射的に緩和する手法は、EPR分光の感度の高い方法として提案されている。
本稿では,スピン蛍光信号におけるスピンエコーの検出について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Counting the microwave photons emitted by an ensemble of electron spins when
they relax radiatively has recently been proposed as a sensitive method for
electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy, enabled by the development
of operational Single Microwave Photon Detectors (SMPD) at millikelvin
temperature. Here, we report the detection of spin echoes in the spin
fluorescence signal. The echo manifests itself as a coherent modulation of the
number of photons spontaneously emitted after a $\pi/2_X - \tau - \pi_Y - \tau
- \pi/2_\Phi $ sequence, dependent on the relative phase $\Phi$. We demonstrate
experimentally this detection method using an ensemble of $\mathrm{Er}^{3+}$
ion spins in a scheelite crystal of $\mathrm{CaWO}_4$. We use
fluorescence-detected echoes to measure the erbium spin coherence time, as well
as the echo envelope modulation due to the coupling to the $^{183}\mathrm{W}$
nuclear spins surrounding each ion. We finally compare the signal-to-noise
ratio of inductively-detected and fluorescence-detected echoes, and show that
it is larger with the fluorescence method.
- Abstract（参考訳）: 電子スピンが放射的に緩和するときに放出されるマイクロ波光子を数えることは、近年、ミリケルビン温度での単一のマイクロ波光子検出器(smpd)の開発によって実現される電子常磁性共鳴(epr)分光の感度方法として提案されている。
本稿では,スピン蛍光信号におけるスピンエコーの検出について報告する。
エコーは、相対位相$\Phi$に依存する$\pi/2_X - \tau - \pi_Y - \tau - \pi/2_\Phi $ sequenceの後自然に放出される光子の数のコヒーレントな変調として現れる。
本研究では, この検出法を, $\mathrm{Er}^{3+}=イオンスピンのアンサンブルを用いて, $\mathrm{CaWO}_4$のシェライト結晶中で実験的に実証した。
蛍光検出エコーを用いて、エルビウムスピンのコヒーレンス時間を測定するとともに、それぞれのイオンを囲む核スピンの$^{183}\mathrm{W}$とのカップリングによるエコーエンベロープの変調を測定する。
最後に, 誘導検出エコーと蛍光検出エコーの信号対雑音比を比較し, 蛍光法よりも大きいことを示す。
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