論文の概要: Electron Paramagnetic Resonance spectroscopy of a scheelite crystal
using microwave photon counting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.03102v1
- Date: Mon, 5 Feb 2024 15:30:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-06 15:33:55.055059
- Title: Electron Paramagnetic Resonance spectroscopy of a scheelite crystal
using microwave photon counting
- Title（参考訳）: マイクロ波光子計数法によるチーライト結晶の電子常磁性共鳴分光
- Authors: E. Billaud, L. Balembois, J. Travesedo, M. Le Dantec, M. Ran\v{c}i\'c,
E. Albertinale, R. Truong, S. Bertaina, T. Chaneli\`ere, P. Goldner, D.
Est\`eve, D. Vion, E. Flurin, P. Bertet
- 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がミリケルビン温度での電子常磁性共鳴分光の感度の高い新しい方法として導入された。
ここでは、このスピン蛍光法をCaWO4のシェライト結晶に適用する。
- 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 introduced as a sensitive new method
for electron paramagnetic resonance spectroscopy at millikelvin temperatures.
Here, we apply this spin fluorescence method to a scheelite crystal of CaWO4,
finding some known ($\mathrm{Er}^{3+}$, $\mathrm{Yb}^{3+}$, $\mathrm{Nd}^{3+}$
and $\mathrm{Fe}^{3+}$) and other unknown paramagnetic impurities.
Investigating the zero nuclear spin isotope ($I=0$) transition of
$\mathrm{Er}^{3+}:\mathrm{CaWO}_4$ as a model system, we provide a quantitative
analysis of the time-dependent photon counting rate following an excitation
pulse, as a function of its power. The achieved signal-to-noise ratio is found
to be an order of magnitude higher than the one obtained by
inductively-detected Hahn echo under identical conditions. Finally, we use spin
fluorescence spectroscopy at low excitation power to probe the properties of
rare-earth-ions close to a metallic wire deposited on the surface; our data
reveal line distortion caused by the mechanical strain imparted by the thermal
contractions of the metal relative to the underlying crystal. Coherent
oscillations are also observed for the most highly strained ions.
- Abstract（参考訳）: 放射的に緩和する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数えることは、ミリケルビン温度での電子常磁性共鳴分光法の感度の高い新しい方法として最近導入された。
ここで、このスピン蛍光法をCaWO4のシェライト結晶に適用し、既知の(\mathrm{Er}^{3+}$, $\mathrm{Yb}^{3+}$, $\mathrm{Nd}^{3+}$, $\mathrm{Fe}^{3+}$)および他の未知の常磁性不純物を発見した。
モデル系として{\mathrm{er}^{3+}:\mathrm{cawo}_4$のゼロ核スピン同位体(i=0$)遷移を調べることにより、励起パルスに続く時間依存光子計数率をそのパワーの関数として定量的に解析する。
得られた信号-雑音比は、同一条件下で誘導検出されたハーンエコーから得られるものよりも桁違いに高い。
最後に, 低励起出力のスピン蛍光分光法を用いて, 表面に堆積した金属線に近い希土類イオンの特性を探索し, 基礎結晶に対する金属の熱収縮によって生じる機械ひずみによる線歪みを明らかにする。
コヒーレント振動は、最も歪んだイオンでも観察される。
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