NV 实验板可让您体验钻石中氮空位中心的特性,例如 NV 中心荧光、电子自旋操控、光学检测磁共振和量子比特。NV 的核心是绿色激光,通过显微镜物镜聚焦在掺氮钻石上。钻石开始在红色波长范围内发出荧光。该光由物镜收集,经过一些过滤后耦合到光纤中。光纤连接到 quEDU,可以分析荧光。样品本身包含三颗钻石,可以通过线性阶段对准。它也靠近微波天线,并被产生均匀磁场的线圈包围。该场可以在所有维度上进行操纵。
主动控制固态系统中的自旋自由度是自旋电子学的最终目标。高效自旋电子器件设计中的一个基本量是自旋弛豫寿命。该参数是电子自旋进动(Dyakonov-Perel 机制)和自旋翻转(Elliot-Yafet)动力学的描述符。该项目的目的是开发计算工具,从第一原理模拟这些自旋弛豫机制。计算将基于密度泛函理论,结合更先进的多体方法,以解释杂质和声子对电子的散射。鉴于自旋弛豫事件是相对论自旋轨道相互作用的结果,拓扑和二维材料自然而然地成为有前途的研究对象。
近年来,人们发现了由电子自旋自由度与新出现的几何和拓扑效应相互作用而产生的令人着迷的新型凝聚态现象。[1,2] 其中最突出的是贝里曲率 Ω 的概念,它源于电子波包穿过闭合环路时积累的几何相。[3,4] 在晶体固体中,这种贝里曲率可以解释为作用于运动电子的有效磁场,因此在霍尔输运实验中表现突出。[1] 例如,其积分在动量空间的量化,一种称为能带拓扑的现象,导致量化电荷和自旋霍尔效应。[5–8] 另一方面,磁性材料表现出丰富的实空间和动量空间贝里曲率表现。[9,10]
电阻是衡量电流流过材料时遇到的阻力大小的一种量度。在某些材料中,这种阻力还取决于施加在材料上的磁化强度和方向。这种现象称为各向异性磁阻 (AMR)。1856 年,苏格兰物理学家开尔文勋爵通过对铁和镍等铁磁金属进行实验首次观察到了这种现象[1]。他发现,当磁力方向垂直于电流时,电阻减小,而当磁力方向一致时,电阻增大。AMR 的应用可以在自旋电子学中找到,这是一项固态技术,其中电子自旋可以被操纵以产生有用的特性。自旋电子学用于各种技术,例如车辆中的导航系统和用于数据存储的硬盘[2]。
YSO Er 3+ 1536 17000 0.06 [33] NA,不可用;ZPL,零声子线;DWF,德拜-沃勒因子;kcps,每秒千计数;T 2 ,电子自旋相干时间;ODMR,光学检测磁共振。a 对比度是用脉冲 ODMR 获得的。对于 3C-SiC 和 4H-SiC 中的 VV 0 在内的单色心,单一操作都是在低温下实现的。因此,T 2 和 ODMR 对比度的数据是在低温下提取的。对于 6H-SiC 中的 VV 0 ,相干时间和 ODMR 对比度对应于室温集合 VV 0 。b 对于 GaN 中的 Cr 4+,数据是在低温下获得的集合缺陷。引用的饱和单光子发射计数率与未积分到任何纳米结构中的发射有关。
将电子自旋融入电子设备是自旋电子学的核心思想。[1] 这一不断发展的研究领域的最终目标是产生、控制和检测太赫兹 (THz) 速率的自旋电流。[2] 为了实现这种高速自旋操作,自旋轨道相互作用 (SOI) 虽然很弱,但却起着关键作用,因为它将电子的运动与其自旋态耦合在一起。[3] 从经典观点来看,SOI 可以理解为自旋相关的有效磁场,它使同向传播的自旋向上和自旋向下的传导电子偏向相反的方向(见图 1a)。SOI 的重要结果是自旋霍尔效应 (SHE) [4] 及其磁性对应物反常霍尔效应 (AHE)。[5,6] 在具有 SOI 的金属中,SHE 将电荷电流转换为横向纯自旋
将电子自旋纳入电子设备是旋转的核心思想。[1]这个不断增长的研究领域最终旨在在Terahertz(THZ)速率上产生,控制和检测自旋电流。[2]要实现这种高速自旋操作,旋转轨道相互作用(SOI),尽管很弱,但它起着关键作用,因为它将电子的运动与旋转状态相结合。[3]从经典的角度来看,SOI可以理解为旋转依赖性的有效磁场,该磁场会在相反的方向上偏转转移旋转和旋转传导电子(见图1 A)。SOI的重要后果是旋转厅效应(SHA)[4]及其磁反部分,即异常效果(AHE)。[5,6]在带有SOI的金属中,她将电荷电流转换为横向纯自旋
钻石成为研究量子效应的主要宿主材料。晶格中的人造缺陷,称为氮呈(NV)中心,允许研究磁矩的量子性质。多亏了基础物理学,这些研究可以在室温下进行。局部电子状态的行为与分子系统相似,并且通过绿光激发在光学上可寻址。系统以红色的荧光响应。收集的荧光强度取决于电子自旋的状态。可以用微波辐射来操纵状态,这使科学家能够检测到磁共振,甚至解决了在环境条件下的单个缺陷。这使NV中心成为教育自旋物理,EPR,NMR,单光子发射器,共聚焦显微镜和量子应用(例如量子传感)的完美学习和学习平台。
电磁辐射的性质,光电效应,氢原子的光谱,氢原子的玻尔模型 - 其假设,电子能量与不同轨道半径关系的推导,玻尔模型的局限性,物质的二重性质,德布罗意关系,海森堡不确定性原理,量子力学的基本概念,原子的量子力学模型及其重要特征,原子轨道作为单电子波函数的概念,1s 和 2s 轨道的 - 和 -2 随 r 的变化,各种量子数(主量子数、角动量量子数和磁量子数)及其意义,s、p 和 d 轨道的形状,电子自旋和自旋量子数,轨道中电子填充规则 - 构建原理,泡利不相容原理和洪特规则,元素的电子排布以及半满和全满轨道的额外稳定性。