Publication: ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ КРАМЕРСОВО-ВЫРОЖДЕННОЙ СИСТЕМЫ 14NV-13C В МАГНИТНОМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Дата
2024
Авторы
Салказанов, А. Т.
Вергелес, С. С.
Гусев, А. С.
Калошин, М. М.
Кукин, Н. С.
Маргушин, Р. Е.
Каргин, Н. И.
Низовцев, А. П.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
В данной работе проводится исследование трехспиновой системы 14NV-13C, которая включает электронный спин NV-центра и ядерные спины атомов 13С и 14N. В этой системе наблюдается двукратное вырождение энергетических уровней в нулевом магнитном поле (вырождение Крамерса) из-за инвариантности спинового гамильтониана к обращению времени. Для исследования влияния магнитного и электрического поля на энергетические уровни системы было проведено моделирование спектров оптически детектируемого магнитного резонанса (ОДМР) этой гибридной квантовой системы в рамках метода спин-гамильтониана при одновременном воздействии на систему магнитного и электрического или внутрикристаллического поля. Построенная модель хорошо согласуется с экспериментальным спектром ОДМР одиночного комплекса 14NV-13C, локализованном в образце сверхчистого алмаза с помощью конфокального микроскопа. По расщеплению спектра ОДМР в нулевом магнитном поле и по данным квантово-химического моделирования было определено, что атом 13С расположен в третьей координационной сфере NV-центра, и соответствующий этому положению тензор сверхтонкого взаимодействия электронного спина NV-центра и ядерного спина изотопа углерода 13С использовался в модели. В результате численные расчеты показали, что вырождение снимается только магнитным полем, независимо от наличия какого-либо электрического (кристаллического) поля, что делает данную квантовую систему перспективным для магнитометрии.
Описание
Ключевые слова
магнитометрия , вырождение Крамерса , алмаз , изотоп 13С , NV-центр
Цитирование
Салказанов А.Т., Вергелес С.С., Гусев А.С., Калошин М.М., Кукин Н.С., Маргушин Р.Е., Каргин Н.И., Низовцев А.П. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ КРАМЕРСОВО-ВЫРОЖДЕННОЙ СИСТЕМЫ 14NV-13C В МАГНИТНОМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ. Вестник НИЯУ МИФИ. 2024;13(4):204-210. https://doi.org/10.26583/vestnik.2024.346. EDN: FJRWRD