NMR lineshape in Metallic Nanoparticles: a Matrix Continued Fraction evaluation
在金属纳米颗粒中，每个磁核所看到的不同电子环境产生了NMR频率的奈特位移分布，其被观察为不均匀加宽的线形。我们在一个简单的LCAO模型中研究了s电子在费米能级的局域态密度的涨落。我们采用矩阵连分数计算格林函数。结果表明，随着颗粒尺寸的减小或温度的降低，谱线不对称加宽，位移减小，满足普适的标度函数。然而，对于非常小的粒子，表面状态变得相关，以确定一个线型，从通用的缩放行为。这些趋势与在Cu和Pt颗粒中观察到的趋势一致。
1997-05-02 cond-mat.mes-hall
Simultaneous Measurement of Resistively and Optically Detected Nuclear Magnetic Resonance in the $ν=2/3$ Fractional Quantum Hall Regime
我们观察到的核磁共振（NMR）的分数量子霍尔制度在朗道能级填充因子$ν=2/3$的纵向电阻和光致发光（PL）的同时测量。在$ν=2/3$的自旋相变点处施加一个巨大的电子流，可以诱导出动态的核自旋极化。从电阻和PL强度的变化获得的NMR光谱定性相同，即，骑士移位（自旋极化区）和零位移（自旋非极化区）的共振都观察到。观察到的PL强度的变化被解释为极化核自旋引起的trion散射的结果。我们的结论是，这两种检测方法探测几乎相同的本地现象。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall
Resistively detected NMR as a probe of the topological nature of conducting edge/surface states
具有强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体（TI）的边缘或表面模式中的电子自旋由于电子自旋锁定于其动量而不能用微波直接操纵。通过对比，我们表明，一个基于磁共振检测核磁共振（RDNMR）的技术可以用来探测表面导电状态的螺旋性质。在这样的实验中，应用射频（RF）场来重新定向核自旋，然后通过超精细相互作用耦合到电子自旋。边界电子的自旋因此可以被调制，导致在核共振频率下电导的变化。在这里，我们证明了电导率是敏感的方向施加的磁场相对于螺旋度的电子。RDNMR信号对角度的这种依赖性探测了导电边缘或表面状态的性质。在量子霍尔制度中的3D TI的情况下，我们建立负责在RDNMR实验中的电导变化的主导机制是基于Overhauser场效应。我们的研究结果表明，使用RDNMR探测TI状态的相同物理基础也使我们能够使用核自旋的RF控制来相干地操纵拓扑保护状态，这可能对新一代设备有用。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
NMR Tracing of Hyperfine-Mediated Nuclear Spin Diffusion in Fractional Quantum Hall Domain Phases
我们在$ν= 2/3$上提出了分数量子霍尔畴相核自旋极化的增强扩散。电驱动畴壁运动介导的电阻检测NMR被用作局部核极化的探针，表现出泵浦依赖的信号饱和行为。这表明，一个相对均匀的极化分布，甚至传播到远离钉扎中心的域壁的地方。我们将此归因于这样一个事实，即附近的畴壁泵核极化迅速扩散到域中的核经验骑士场在可比的水平。核扩散的异常增强可以解释在间接的超精细介导的相互作用的核自旋的域。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Individual Mechanisms of Nuclear Spin Decoherence in a Nanoscale GaAs NMR Device
我们利用间接探测的核磁共振（NMR）研究了纳米GaAs器件中核自旋的退相干。我们演示了如何自旋回波技术可以修改为我们的系统，这是拉比型相干振荡的阻尼相比。通过选择性地解耦核-核和电子-核自旋，我们确定由于个别机制，即不同或类似核素之间的直接或间接偶极耦合和电子-核自旋耦合的退相干率。结果表明，Ga和As之间由传导电子介导的间接偶极耦合贡献最大，而它们之间的直接偶极耦合贡献最小，反映了As-Ga键与外加磁场之间的魔角条件.
2005-10-12 cond-mat.mes-hall
Evidence for Skyrmion crystallization from NMR relaxation experiments
本文用核磁共振技术探测了GaAs/AlGaAs量子阱中的二维电子气。自旋-晶格弛豫速率$(1/T_{1})$在第一朗道能级被电子几乎完全填充时提取。发现$^{75}$ As的核自旋随着$T\to 0$和当与$R_{xx}\simeq 0$发生良好发展的量子霍尔态时更有效地弛豫。结果表明，核自旋弛豫与局域化之间存在着显著的相关性。这表明，磁基态接近完全填充的第一朗道能级可能包含拓扑自旋织构的晶格，即Skyrmion晶体。
2005-01-01 cond-mat.mes-hall
Few-second-long correlation times in a quantum dot nuclear spin bath probed by frequency-comb NMR spectroscopy
光谱学中的一个关键挑战是不均匀加宽，它掩盖了均匀的光谱线型和潜在的相干动力学。在光谱学中使用了多种技术，包括四波混频和光谱烧孔，而在核磁共振（NMR）中，自旋回波是抵消不均匀性的最常用方法。然而，自旋回波和其他序列中使用的高功率脉冲经常产生虚假的动力学，掩盖了在量子信息应用中起关键作用的微妙的自旋相关性。在这里，我们开发的NMR技术，使相关时间的波动，在一个核自旋池的个别量子点进行探测。这是通过使用频率梳激励来实现的，频率梳激励允许测量均匀的NMR线形，避免了高功率脉冲。我们发现核自旋相关时间超过1秒的自组装InGaAs量子点-四个数量级以上的无应变III-V族半导体。观察到的核自旋涨落的冻结为设计具有良好理解的、高度稳定的核自旋浴的量子点自旋量子比特开辟了道路。
2015-06-14 cond-mat.mes-hall
RD-NMR spectra of the crystal states of the two-dimensional electron gas in a quantizing magnetic field
二维电子气在量子化磁场作用下的输运实验发现了多种均匀和非均匀相，如Laughlin液体、Wigner、Bubble和Skyrme晶体以及量子霍尔条纹态.光泵核磁共振（OP-NMR）在研究具有奇异自旋结构的电子固体（如Skyrme晶体）的磁化和动力学方面也非常有用。最近，它已被证明，一个相关的技术，连续检测的核磁共振（RD-NMR），可以是一个很好的工具来研究的拓扑结构的电子固体在分数和整数量子霍尔制度。本文从理论上计算了二维电子气各晶相的RD-NMR谱线形状，并研究了它们的自旋密度和织构与NMR谱的关系。这使我们能够评估RD-NMR区分各种晶体状态的能力。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall
NMR Evidence for Spin-Pseudospin Intermixing in Quantum Hall Skyrmions
本文利用电流泵浦核磁共振技术研究了双层量子霍尔系统中总填充因子nu =1附近的准粒子。测量的奈特位移揭示了准粒子中的自旋分量随$Δ_{SAS}$的增加而连续增加。结合由激活能隙测量得到的赝自旋分量的结果，这表明自旋和赝自旋都包含在中间态$Δ_{SAS}$的准粒子中，为自旋-赝自旋混合SU（4）skyrmion的存在提供了证据.核自旋弛豫测量表明，SU（4）skyrmion系统的集体行为随$Δ_{SAS}$的性质发生了变化.
2009-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nuclear spin population and its control toward initialization using an all-electrical sub-micron scale nuclear magnetic resonance device
我们利用全电核磁共振（NMR）装置研究了GaAs量子阱结构中的核自旋布居，并证明了它的初始化。在我们的设备中，核自旋动态极化在一个亚微米尺度的区域所定义的分裂门。在各种极化条件下的核自旋布居估计连续检测脉冲NMR谱。我们发现核自旋布居数是由电子自旋组态决定的。通过对强极化核自旋施加射频脉冲，我们证明了双量子比特有效纯态的产生，这是实现NMR量子计算的关键一步。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall
NMR probing of the spin polarization of the nu=5/2 quantum Hall state
用电阻探测核磁共振测量As原子核的奈特位移和确定第二朗道能级分数量子霍尔态的电子自旋极化。我们表明，5/2状态是完全极化的实验误差范围内，从而证实了摩尔-里德理论的一个基本假设。我们测量电子加热下的射频激发，并表明，我们能够检测到NMR在电子温度下降到30 mK。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
NMR Evidence for Spin Canting in a Bilayer nu = 2 Quantum Hall System
利用电流抽运核磁共振技术研究了双层量子霍尔系统中电子自旋态在总朗道能级填充因子nu =2时的变化。测量的奈特位移，KS，75砷核揭示了连续变化的面外电子自旋极化之间的近满和零的密度不平衡的函数。核自旋弛豫测量表明，在平面自旋组件的并发发展。这些结果提供了直接的信息，在这个系统中的自旋配置，并包括强有力的证据，自旋倾斜建议由以前的实验。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optically tunable nuclear magnetic resonance in a single quantum dot
本文报道了用光学探测核磁共振（ODNMR）方法测量单个GaAs量子点中的小自旋系综。使用ODNMR，我们直接测量的非均匀骑士场从光激发的电子作用于原子核的点。由此产生的NMR峰的位移可以通过改变电子占有率和其自旋取向进行光学控制，并导致在高光激发下强烈不对称的线形。NMR线型的全光学控制将能够对点中的小群核自旋进行位置选择性控制。我们的计算还表明，非对称NMR峰线形可以提供信息的电子波函数的体积，并可用于测量纳米结构中的原子的非均匀分布。
2010-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled nuclear magnetic resonance in an AlGaAs/GaAs quantum Hall device
本文研究了带有侧栅的AlGaAs/GaAs量子霍尔器件中的核磁共振（NMR）探测。电子和核自旋之间的超精细相互作用的强度通过使用侧栅极电压相对于极化核自旋调谐二维电子系统的位置来调制。在半导体器件中，通过门调谐技术系统地控制NMR频率。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of chiral quantum Hall edge states in nuclear spin polarization
基于量子霍尔铁磁体（QHF）中的动态核极化（DNP）的电阻检测NMR（RDNMR）是发现迷人的量子霍尔相的高灵敏度方法;然而，这种DNP的机制，特别是量子霍尔边缘态在其中的作用尚不清楚。在这里，我们证明了重要的，但以前未被认识到的手征边缘模式对核自旋极化的影响。并排比较的RDNMR信号从霍尔酒吧和Corbino磁盘配置，使我们能够区分体和边缘状态的贡献，在QHF的DNP。沿着手性边缘状态的单向电流流动使得极化对高温下的热波动具有鲁棒性，并且使得可以观察到RDNMR响应的互易性原理。这些发现有助于我们更好地理解QHF中复杂的NMR响应，这对RDNMR技术的发展具有重要意义。
2017-04-22 cond-mat.mes-hall
Hyperfine-mediated transport in a one-dimensional channel
我们调查最近积累的一些机构的作品超精细介导的运输在一个封闭的一维通道，实现典型的静电门控。我们的评论开始如何自旋极化的边缘电流可以被用来作为一种手段，动态地产生和检测的合奏核自旋的通道。我们展示了如何在核极化的存在下自旋极化边的传输可以提供一种方便的方法来解释实验中观察到的各种NMR线型。我们讨论了最近的尝试，电检测核磁共振在中等至低磁场，这将特别有助于解决一些基本的物理问题，如量子传输的微观性质的分数电导低于最后一个整数高原。对于一个更实用的方向，开发的NMR可以转向探测超低水平的应变调制的沟道中，由于通过核四极相互作用的金属栅极和半导体之间的差异热收缩。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall
Nuclear magnetic resonance line shapes of Wigner crystals in $^{13}$C-enriched graphene
假设来自石墨烯的$^{13}$ C同位素富集层的核磁共振（NMR）信号可以足够强以进行测量，我们计算了预期在强磁场中石墨烯中发生的不同晶体基态的NMR谱线形状。我们首先表明，在非均匀的状态下，有，除了由于自旋超精细相互作用的频率偏移，从电子和原子核的轨道运动之间的耦合的第二个贡献同样重要。然后，我们表明，如果裸信号的线宽可以做得足够小，维格纳和气泡晶体具有线的形状，定性不同的均匀状态，在相同的密度，而晶体状态，有自旋或谷赝自旋纹理没有。最后，我们发现，一个相对较小的裸线宽值是足以洗出的NMR线形状的晶体状态的独特签名。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Induced by Electron-nuclear Spin-flip Scattering in a Nonequilibrium Quantum Wire
研究了二维电子气中制备的非平衡量子线中与动态核极化相关的散粒噪声（非平衡电流涨落）。我们观察到量子阱的自旋极化电导量子化的整数量子霍尔制度崩溃时，量子阱的电压偏置被驱动到非平衡。通过对散粒噪声的测量，我们证明了量子阱中电子的自旋极化由于电子-核自旋翻转散射而被降低到$\sim 0.7$而不是1。这一结果得到了利用核磁共振进行量子阱奈特位移测量的支持。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall
Disorder and interactions in quantum Hall ferromagnets near $ν=1$
本文报道了用有限尺寸的Hartree-Fock方法研究了在朗道能级填充因子$ν=1$附近的二维电子气中无序和相互作用之间的竞争。$ν=1$的基态随无序度的增加从一个完全自旋极化的带电荷隙的铁磁体演化到一个部分自旋极化的铁磁安德森绝缘体，再到一个准金属顺磁体，在$i=0$和$i=2$量子霍尔平台之间的临界点。远离$ν=1$，基态从铁磁Skyrmion准粒子玻璃演变到常规准粒子玻璃，最后演变到常规Anderson绝缘体。我们评论这些不同的制度在低温运输和NMR lineshape和峰位置数据的签名。
2000-04-19 cond-mat.mes-hall
Knight shift detection using gate-induced decoupling of the hyperfine interaction in quantum Hall edge channels
本文提出了一种在量子霍尔边沟道中利用间接探测核磁共振（RDNMR）技术观测半导体纳米级奈特位移的方法。利用电子与核自旋之间的超精细相互作用的门诱导退耦，我们得到了有或没有电子-核自旋耦合的RDNMR谱。通过对这两种谱的比较，可以给出单个二维电子系统中在相关边缘通道之间区域动态极化的核自旋的Knight位移值，表明这种方法与常规NMR技术相比具有很高的灵敏度。
2006-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landauer-Büttiker approach for hyperfine mediated electronic transport in the integer quantum Hall regime
量子霍尔系统中自旋极化的电子边缘态与宿主核动力学的相互作用呈现出丰富而非平凡的输运物理。在这里，我们开发了一种Landauer-Büttiker方法来理解在具有量子点接触的整数量子霍尔设置中观察到的各种实验特征。这里开发的方法需要通过超精细辅助的电子核自旋触发器过程引起的自旋分辨边间散射的唯象描述。提出了一个核自旋动力学和边态电子输运之间的自洽模拟框架，以深入研究核极化对电子输运的影响以及电子自旋极化对核自旋动力学的影响.特别是，我们表明，滞后注意到实验中的电导-电压跟踪，以及在检测到的NMR lineeshape的结果从电子输运和核极化演化之间缺乏准平衡。此外，我们提出了电路模型来模拟这种超精细介导的传输效应，以进一步促进对量子点接触周围发生的电子传输过程的清晰理解。最后，我们扩展了我们的模型来解释核能级四极分裂的影响，并描述了单光子和多光子过程中产生的电子输运特征。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Unraveling the spin polarization of the v = 5/2 fractional quantum Hall state
填充因子v = 5/2的分数量子霍尔效应最近受到了密切关注，因为它可能具有服从非阿贝尔统计的准粒子激发，这是拓扑保护量子操作所寻求的属性。然而，它的微观起源仍然是未知的，和候选模型波函数包括那些不希望阿贝尔统计。在这里，我们报告的直接测量的电子自旋极化的v = 5/2 H状态使用间接检测的核磁共振（NMR）。我们发现这个系统是完全极化的，这明确地排除了最可能的阿贝尔竞争者，从而有力地支持v = 5/2的状态是非阿贝尔的。我们的测量揭示了一个本质上不同的性质的相互作用，在第一激发朗道水平的物理基础在v = 5/2。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Understanding Bulk Defects in Topological Insulators from Nuclear-Spin Interactions
非侵入性的局部探针需要在二元和三元硫属化合物的体缺陷的特征。这些缺陷导致了拓扑绝缘体的非理想行为。用$^{125}$ Te核磁共振研究了Bi $_2$ Te $_3$，Sb $_2$ Te $_3$，Bi $_{0.5}$ Sb $_{1.5}$ Te $_3$，Bi $_2$ Te $_2$ Se和Bi $_2$ $_2$ Te $_2$ S.缺陷的分布引起粉末线形的不对称性。我们展示了如何骑士移位，线的形状和自旋晶格弛豫报告载流子密度，自旋轨道耦合和相分离的散装。本研究证实了有序三元化合物Bi $_2$ Te $_2$ Se是目前最好的TI候选材料。我们的研究结果，这是在良好的协议与运输和ARPES研究，帮助建立NMR探针作为一个有价值的方法来表征这些材料的本体属性。
2015-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
