研究了$^{169}$ Tm $^{3+}$掺杂的Y $_3$ Al $_5$ O $_{12}$中$^3{\rm H}_6 \rightarrow \, ^3{\rm H}_4$跃迁的二次塞曼效应的各向异性，揭示了磁不等效位离子的位移范围从接近零到+ 4.69 GHz/T $^2$.这种大范围的位移被用来光谱解析不同的离子子集，并研究核自旋弛豫作为温度，磁场强度和取向的函数，在一个网站选择性的方式。自旋寿命在大磁场下迅速下降，揭示了直接声子吸收和发射对核自旋-晶格弛豫速率的微弱贡献。我们进一步证实了声子耦合强度的理论预测，发现比那些估计在过去的研究中的有限数量的类似晶体中的铥小得多的值。最后，我们观察到一个显着的-和意想不到的-磁场依赖性的双声子Orbach自旋弛豫过程中，在较高的场强，我们解释通过变化所产生的二次塞曼效应的电子能级分裂。
英文摘要：
Anisotropy of the quadratic Zeeman effect for the $^3{\rm H}_6 \rightarrow \, ^3{\rm H}_4$ transition at 793 nm wavelength in $^{169}$Tm$^{3+}$-doped Y$_3$Al$_5$O$_{12}$ is studied, revealing shifts ranging from near zero up to + 4.69 GHz/T$^2$ for ions in magnetically inequivalent sites. This large range of shifts is used to spectrally resolve different subsets of ions and study nuclear spin relaxation as a function of temperature, magnetic field strength, and orientation in a site-selective manner. A rapid decrease in spin lifetime is found at large magnetic fields, revealing the weak contribution of direct-phonon absorption and emission to the nuclear spin-lattice relaxation rate. We furthermore confirm theoretical predictions for the phonon coupling strength, finding much smaller values than those estimated in the limited number of past studies of thulium in similar crystals. Finally, we observe a significant -- and unexpected -- magnetic field dependence of the two-phonon Orbach spin relaxation process at higher field strengths, which we explain through changes in the electronic energy-level splitting arising from the quadratic Zeeman effect.
Acoustic-phonon-driven spin-lattice relaxation of the hBN boron vacancy in the sub-THz regime
Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University（普渡大学埃尔莫电气与计算机工程学院）；Purdue Quantum Science and Engineering Institute (PQSEI), Purdue University（普渡大学量子科学与工程研究所）
Effects of fabrication methods on spin relaxation and crystallite quality in Tm-doped Y$_2$Al$_5$O$_{12}$ powders studied using spectral hole burning
高质量的稀土离子掺杂材料是量子存储器、超高分辨率光谱分析仪和信息处理等应用的先决条件。与散装材料相比，REI掺杂粉末提供低成本制造和更大范围的可访问材料系统。在这里，我们表明，晶体性能，如核自旋寿命，受到强烈的影响，机械处理，光谱烧孔可以作为一种敏感的方法来表征稀土掺杂粉末的质量。我们专注于掺铥的Y $_2$ Al $_5$ O $_{12}$（Tm：YAG）的具体情况。不同的方法获得的粉末进行了比较和退火的粉末光谱质量的影响进行了研究的几个例子。我们的结论是，退火可以扭转粉末制造的一些不利影响，在某些情况下，可以达到散装材料的性能。我们的结果可能适用于其他杂质和其他晶体，包括纳米结构金刚石中的色心。
Tunable spin-phonon polarons in a chiral molecular qubit framework
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Nanjing University（南京大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Peking University（北京大学）；CIQTEK Co., Ltd.（清越电子（合肥）有限公司）；Zhejiang University（浙江大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
