論文の概要: Exploring electron spin dynamics in spin chains using defects as a quantum probe

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.06722v1
• Date: Sun, 07 Dec 2025 08:26:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.489877
• Title: Exploring electron spin dynamics in spin chains using defects as a quantum probe
• Title（参考訳）: 欠陥を量子プローブとするスピン鎖の電子スピンダイナミクスの探索
• Authors: L. Soriano, A. Manoj-Kumar, G. Gerbaud, A. Savoyant, R. Dassonneville, H. Vezin, O. Jeannin, M. Orio, M. Fourmigué, S. Bertaina,
• Abstract要約: 電子スピン共鳴による二量体鎖のトポロジカル欠陥(エッジ状態)の量子力学について検討する。 我々の研究は、電子スピン格子緩和がフォノン・ボトルネック法によって最低温度で制御されていることを明らかにした。 両端状態間有効双極体は鎖内交換結合により減少することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the quantum dynamics of the electron spin resonance of topological defects (edge state) in dimerized chains. These objects are discontinuities of the spin chain protected by the properties of the global system leading to a quantum many-body multiplet protected from the environment decoherence. Despite recent achievements in the realization of isolated and finite spin chains, the potential implementation in quantum devices needs the knowledge of the relaxation and decoherence sources. Our study reveals that electron spin lattice relaxation is governed at lowest temperatures by phonon-bottlenecked process and at high temperature by the chain dimerization gap. We show that the inter edge-state effective dipolar field is reduced by the intrachain exchange coupling leading to a longer coherence time than isolated ions at equivalent concentration. Ultimately, we demonstrate that the homogeneous broadening is governed by the intra-chain dipolar field, and we establish design principles for optimizing coherence in future materials.
• Abstract（参考訳）: 電子スピン共鳴による二量体鎖のトポロジカル欠陥(エッジ状態)の量子力学について検討する。 これらの物体は、地球系の性質によって保護されるスピン鎖の不連続性であり、環境のデコヒーレンスから保護される量子多体多重体に繋がる。 孤立および有限スピン鎖の実現における近年の成果にもかかわらず、量子デバイスにおける潜在的な実装には緩和とデコヒーレンス源の知識が必要である。 本研究により, 電子スピン格子緩和はフォノン浸漬法により低温, 鎖二量化ギャップにより高温で制御されることが明らかとなった。 両端状態間有効双極体は鎖内交換結合によって減少し,同濃度の孤立イオンよりもコヒーレンス時間が長くなることを示す。 最終的に、同種拡大は鎖内双極子場によって支配されることを示し、将来の材料におけるコヒーレンスを最適化するための設計原理を確立する。

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