論文の概要: Cryogenic Microwave Whispering Gallery Mode Spectroscopy of Paramagnetic Impurities in High-Purity Crystalline LiF

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20348v1
• Date: Sun, 25 May 2025 14:42:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.195068
• Title: Cryogenic Microwave Whispering Gallery Mode Spectroscopy of Paramagnetic Impurities in High-Purity Crystalline LiF
• Title（参考訳）: 高純度結晶LiFにおける常磁性不純物の極低温マイクロ波吹付ギャラリーモード分光
• Authors: Steven Samuels, William Campbell, Michael E. Tobar, Maxim Goryachev,
• Abstract要約: 高純度フッ化リチウム(LiF)結晶上で低ノイズ極低温マイクロ波分光実験を行った。 分光データから, 気まぐれなギャラリーモードにおける水平交差相互作用を回避した。 相互作用スペクトルの分析により、$S = 3/2, I = 7/2$, $S = 1, I = 7/2$, $S = 3/2, I = 0$に対応する異なるスピン系が同定された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2999888908665658
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A low-noise cryogenic microwave spectroscopy experiment was performed on a high-purity lithium fluoride (LiF) crystal. The spectroscopy data revealed avoided level crossing interactions in whispering gallery modes, indicative of electron spin resonance (ESR) coupling with paramagnetic impurities. Analysis of the interaction spectra identified distinct spin systems corresponding to ${S = 3/2, I = 7/2}$, ${S = 1, I = 7/2}$, and ${S = 3/2, I = 0}$. The number of hyperfine splittings observed, together with the natural abundance of ions possessing the appropriate nuclear spin values, suggest that V$^{2+}$ and V$^{3+}$ impurities, exhibiting orthorhombic distortion, are the most likely sources of the narrow interaction features. This interpretation is supported by earlier ESR studies and established manufacturing records for LiF crystal growth. Additionally, a separate set of broader interaction points is consistent with an orthorhombic model involving a ${S = 3/2, I = 0}$ spin system, although the specific impurity responsible for this interaction remains unidentified.
• Abstract（参考訳）: 高純度フッ化リチウム(LiF)結晶上で低ノイズ極低温マイクロ波分光実験を行った。 電子スピン共鳴 (ESR) と常磁性不純物とのカップリングの指標として, シャスパーリングギャラリーモードにおける水平交差相互作用の回避を明らかにした。 相互作用スペクトルの分析により、${S = 3/2, I = 7/2}$, ${S = 1, I = 7/2}$, ${S = 3/2, I = 0}$に対応する異なるスピン系が同定された。 観測された超微細な分裂の数は、適切な核スピン値を持つイオンの自然存在量とともに、V$^{2+}$とV$^{3+}$不純物は、直交歪みを示すため、狭い相互作用の特徴の源である可能性が最も高いことを示唆している。 この解釈は、初期のESR研究によって支持され、LiF結晶成長のための製造記録が確立された。 さらに、より広い相互作用点の別個の集合は、${S = 3/2, I = 0}$ スピン系を含む直交モデルと一致するが、この相互作用に責任を負う特定の不純物は未同定のままである。

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