論文の概要: Heterogeneous Optically-Detected Spin-Acoustic Resonance in Solid-State Molecular Thin-film

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.08772v1
• Date: Mon, 09 Feb 2026 15:14:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-10 20:26:25.316783
• Title: Heterogeneous Optically-Detected Spin-Acoustic Resonance in Solid-State Molecular Thin-film
• Title（参考訳）: 固体分子薄膜における不均一光検出スピン音響共鳴
• Authors: Kuan-Cheng Chen, Yongqiang Wen, Xiaotian Xu, Max Attwood, Jingdong Xu, Chen Fu, Sami Ramadan, Shang Yu, Sandrine Heutz, Mark Oxborrow,
• Abstract要約: 不均一光検出スピン音響共鳴(hoDSAR)は、光学的に検出されたスピン共鳴測定である。 ゼロ外印加磁場下での音響駆動によるコヒーレントスピン操作を実演する。 その結果、不均一に集積された分子薄膜プラットフォームにおけるスピン音響共鳴が確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.892077241042969
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report an implementation of spin-acoustic resonance in pentacene thin films integrated on a high-quality-factor (high-Q) surface acoustic wave (SAW) resonator on a lithium niobate substrate. Heterogeneous optically detected spin-acoustic resonance (HODSAR) is an optically detected spin-resonance measurement in which the resonant drive is delivered mechanically by a surface acoustic wave (SAW). By leveraging the photo-excited triplet state of pentacene at room temperature, we demonstrate coherent spin manipulation via acoustic driving under zero externally applied magnetic field. The heterogeneously integrated device, referred to as HODSAR, utilizes spin-phonon coupling to achieve mechanically driven, zero-field spin resonance, opening avenues for room-temperature mechanically addressable spin control and device integration. We show that the high-Q multimode response of the SAW resonator enables spectrally selective acoustic addressing of triplet transitions near 105 MHz. Coherent control is evidenced by Rabi oscillations, with a Rabi frequency that increases linearly with the square root of the applied RF input power over the measured drive range, consistent with driven two-level dynamics under acoustic excitation. These results establish spin-acoustic resonance in a heterogeneously integrated molecular thin-film platform and provide a quantitative basis for benchmarking mechanically mediated spin control.
• Abstract（参考訳）: ニオブ酸リチウム基板上の高分解能表面波共振器(SAW)上に集積したペンタセン薄膜におけるスピン音響共鳴の実装について報告する。 不均一光検出スピン音響共鳴(hoDSAR)は、表面音響波(SAW)によって共鳴駆動が機械的に伝達される光検出スピン共鳴測定である。 室温でのペンタセンの光励起三重項状態を利用して, 外部磁場ゼロ下での音響駆動によるコヒーレントスピン操作を実演した。 HODSARと呼ばれる異種統合デバイスは、スピンフォノンカップリングを利用して、機械駆動のゼロフィールドスピン共鳴、室温で機械的に対応可能なスピン制御とデバイス統合を実現する。 本研究では,SAW共振器の高Qマルチモード応答により,105MHz付近のトリプルト遷移のスペクトル選択的音響アドレス化が可能となることを示す。 ラビ振動によりコヒーレント制御が証明され、ラビ周波数は測定された駆動範囲上で印加されたRF入力電力の平方根と直線的に増加し、音響励起下での駆動2レベルダイナミクスと整合する。 これらの結果は、不均一に集積された分子薄膜プラットフォームにおいてスピン音響共鳴を確立し、機械的に媒介されるスピン制御のベンチマークのための定量的基盤を提供する。

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