Controllable effects of quantum fluctuations on spin free-induction decay at room temperature.
Controllable effects of quantum fluctuations on spin free-induction decay at room temperature.
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室温下量子涨落对自旋自由感应衰变的可控影响
DOI：
10.1038/srep00432
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发表时间：
2012
影响因子：
4.6
通讯作者：
Liu, Ren-Bao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Gang-Qin;Pan, Xin-Yu;Jiang, Zhan-Feng;Zhao, Nan;Liu, Ren-Bao
局域场的涨落引起量子物体的退相干。通常在高温下，热噪声比量子涨落强得多，除非通过某些技术（如自旋回波）抑制热效应。在这里，我们报告的发现强量子涨落效应的核自旋浴在固体中的单电子自旋在室温下的自由感应衰减。我们发现，量子涨落和热涨落之间的竞争是可控的外部磁场。这些发现是基于金刚石中单氮空位中心自旋的Ramsey干涉测量和退相干的数值模拟，两者吻合得很好。
Fluctuations of local fields cause decoherence of quantum objects. Usually at high temperatures, thermal noises are much stronger than quantum fluctuations unless the thermal effects are suppressed by certain techniques such as spin echo. Here we report the discovery of strong quantum-fluctuation effects of nuclear spin baths on free-induction decay of single electron spins in solids at room temperature. We find that the competition between the quantum and thermal fluctuations is controllable by an external magnetic field. These findings are based on Ramsey interference measurement of single nitrogen-vacancy center spins in diamond and numerical simulation of the decoherence, which are in excellent agreement.
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