論文の概要: Cryogenic field-cycling instrument for optical NMR hyperpolarization studies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16471v1
• Date: Sat, 21 Dec 2024 03:54:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-24 15:55:52.141244
• Title: Cryogenic field-cycling instrument for optical NMR hyperpolarization studies
• Title（参考訳）: 光NMR超分極研究のための極低温磁場循環装置
• Authors: Noella D'Souza, Kieren A. Harkins, Cooper Selco, Ushoshi Basumallick, Samantha Breuer, Zhuorui Zhang, Paul Reshetikhin, Marcus Ho, Aniruddha Nayak, Maxwell McAllister, Emanuel Druga, David Marchiori, Ashok Ajoy,
• Abstract要約: 光動的核偏光(DNP)は、核磁気共鳴(NMR)分光の感度を高めるための魅力的なアプローチを提供する。 我々は、幅広い磁場と温度にわたる光DNP研究を容易にする極低温磁場サイクリング装置を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3111424566471946
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• Abstract: Optical dynamic nuclear polarization (DNP) offers an attractive approach to enhancing the sensitivity of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Efficient, optically-generated electron polarization can be leveraged to operate across a broad range of temperatures and magnetic fields, making it particularly appealing for applications requiring high DNP efficiency or spatial resolution. While a large class of systems hold promise for optical DNP, many candidates display both variable electron polarizability and electron and nuclear T1 relaxation times as functions of magnetic field and temperature. This necessitates tools capable of studying DNP under diverse experimental conditions. To address this, we introduce a cryogenic field cycling instrument that facilitates optical DNP studies across a wide range of magnetic fields (10mT to 9.4T) and temperatures (10K to 300K). Continuous cryogen replenishment enables sustained, long-term operation. Additionally, the system supports the ability to manipulate and probe hyperpolarized nuclear spins via pulse sequences involving millions of RF pulses. We describe innovations in the device design and demonstrate its operation on a model system of 13C nuclear spins in diamond polarized through optically pumped nitrogen vacancy (NV) centers. We anticipate the use of the instrument for a broad range of optical DNP systems and studies.
• Abstract（参考訳）: 光動的核偏光(DNP)は、核磁気共鳴(NMR)分光の感度を高めるための魅力的なアプローチを提供する。 効率的な光学的に生成する電子偏光は、幅広い温度と磁場で動作するために利用することができ、特に高DNP効率や空間分解能を必要とする用途に好適である。 多数の系が光学DNPを約束する一方で、多くの候補は磁場と温度の関数として、可変電子偏光性と電子と核T1緩和時間の両方を示す。 これは様々な実験条件下でDNPを研究できるツールを必要とする。 これを解決するために、幅広い磁場(10mTから9.4T)と温度(10Kから300K)にわたる光DNP研究を容易にする極低温磁場サイクリング装置を導入する。 連続した低温の補充は持続的長期の操作を可能にする。 さらにこのシステムは、数百万のRFパルスを含むパルスシーケンスを介して、過分極化された核スピンを操作およびプローブする機能をサポートしている。 光励起窒素空孔(NV)中心を偏光したダイヤモンド中の13C原子核スピンのモデル系上での動作について述べる。 我々は,広帯域の光DNPシステムおよび研究にこの機器の使用を期待する。

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