論文の概要: Nuclear magnetic resonance on a single atom with a local probe

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11652v1
• Date: Fri, 12 Dec 2025 15:30:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.822604
• Title: Nuclear magnetic resonance on a single atom with a local probe
• Title（参考訳）: 局所プローブを用いた単一原子の核磁気共鳴
• Authors: Hester G. Vennema, Cristina Mier, Evert W. Stolte, Leonard Edens, Jinwon Lee, Sander Otte,
• Abstract要約: 局所走査プローブを用いた単一表面原子上の核磁気共鳴 電子核二重共鳴測定法を用いて、I = 5/2の核スピンを持つ1つの47Ti同位体の核スピン遷移を解く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1552967716312932
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The nuclear spin is a prime candidate for quantum information applications due to its weak coupling to the environment and inherently long coherence times. However, this weak coupling also challenges the addressability of the nuclear spin. Here we demonstrate nuclear magnetic resonance (NMR) on a single on-surface atom using a local scanning probe. We employ an electron-nuclear double resonance measurement scheme and resolve nuclear spin transitions of a single 47Ti isotope with a nuclear spin of I = 5/2. The quadrupole interaction enables to resolve multiple NMR transitions, which are consistent with our eigenenergy calculations. Our experimental results indicate that the nuclear spin can be driven efficiently irrespective of its hybridization with the electron spin, which is required for direct control of the nuclear spin in the long-lifetime regime. This investigation of NMR on a single atom in a platform with atomic-scale control is a valuable development for other platforms deploying nuclear spins for characterization techniques or quantum information technology.
• Abstract（参考訳）: 核スピンは、環境との弱い結合と本質的に長いコヒーレンス時間のために、量子情報応用の主要な候補である。 しかし、この弱い結合は核スピンのアドレス可能性にも挑戦する。 ここでは局所走査プローブを用いて単一表面原子上に核磁気共鳴(NMR)を実証する。 電子核二重共鳴測定法を用いて、I = 5/2の核スピンを持つ1つの47Ti同位体の核スピン遷移を解く。 四重極相互作用は複数のNMR遷移を解くことが可能であり、これは我々の固有エネルギー計算と一致している。 実験結果から, 核スピンの電子スピンとのハイブリッド化によらず, 核スピンを効率的に駆動できることが示唆された。 原子スケール制御を持つプラットフォームにおける単一原子上のNMRの研究は、評価技術や量子情報技術のために核スピンをデプロイする他のプラットフォームにとって貴重な進展である。

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