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单分子磁体中的电驱动核自旋共振。

Electrically driven nuclear spin resonance in single-molecule magnets.

机构信息

CNRS, Inst NEEL, F-38042 Grenoble, France. Université Grenoble Alpes, Inst NEEL, F-38042 Grenoble, France.

CNRS, Inst NEEL, F-38042 Grenoble, France. Université Grenoble Alpes, Inst NEEL, F-38042 Grenoble, France. Institut Universitaire de France, 103 boulevard Saint-Michel, 75005 Paris, France.

出版信息

Science. 2014 Jun 6;344(6188):1135-8. doi: 10.1126/science.1249802.

DOI:10.1126/science.1249802
PMID:24904159
Abstract

Recent advances in addressing isolated nuclear spins have opened up a path toward using nuclear-spin-based quantum bits. Local magnetic fields are normally used to coherently manipulate the state of the nuclear spin; however, electrical manipulation would allow for fast switching and spatially confined spin control. Here, we propose and demonstrate coherent single nuclear spin manipulation using electric fields only. Because there is no direct coupling between the spin and the electric field, we make use of the hyperfine Stark effect as a magnetic field transducer at the atomic level. This quantum-mechanical process is present in all nuclear spin systems, such as phosphorus or bismuth atoms in silicon, and offers a general route toward the electrical control of nuclear-spin-based devices.

摘要

近年来,解决孤立核自旋问题的研究进展为利用基于核自旋的量子位开辟了道路。局部磁场通常用于相干地操纵核自旋的状态;然而,电操作可以实现快速切换和空间受限的自旋控制。在这里,我们仅使用电场提出并证明了相干的单个核自旋操作。由于自旋和电场之间没有直接耦合,我们利用超精细斯塔克效应作为原子级别的磁场传感器。这种量子力学过程存在于所有核自旋系统中,如硅中的磷或铋原子,并为基于核自旋的设备的电控制提供了一种通用途径。

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Electrically driven nuclear spin resonance in single-molecule magnets.单分子磁体中的电驱动核自旋共振。
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