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dc.contributor.author
Zangara, Pablo René
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dc.contributor.author
Dhomkar, Siddharth
dc.contributor.author
Ajoy, Ashok
dc.contributor.author
Liu, Kristina
dc.contributor.author
Nazaryan, Raffi
dc.contributor.author
Pagliero, Daniela
dc.contributor.author
Suter, Dieter
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dc.contributor.author
Reimer, Jeffrey A.
dc.contributor.author
Pines, Alexander
dc.contributor.author
Meriles, Carlos A.
dc.date.available
2021-02-16T12:05:38Z
dc.date.issued
2019-02
dc.identifier.citation
Zangara, Pablo René; Dhomkar, Siddharth; Ajoy, Ashok; Liu, Kristina; Nazaryan, Raffi; et al.; Dynamics of frequency-swept nuclear spin optical pumping in powdered diamond at low magnetic fields; National Academy of Sciences; Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America; 116; 7; 2-2019; 2512-2520
dc.identifier.issn
0027-8424
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/125707
dc.description.abstract
A broad effort is underway to improve the sensitivity of NMR through the use of dynamic nuclear polarization. Nitrogen vacancy (NV) centers in diamond offer an appealing platform because these paramagnetic defects can be optically polarized efficiently at room temperature. However, work thus far has been mainly limited to single crystals, because most polarization transfer protocols are sensitive to misalignment between the NV and magnetic field axes. Here we study the spin dynamics of NV− 13 C pairs in the simultaneous presence of optical excitation and microwave frequency sweeps at low magnetic fields. We show that a subtle interplay between illumination intensity, frequency sweep rate, and hyperfine coupling strength leads to efficient, sweep-direction-dependent 13 C spin polarization over a broad range of orientations of the magnetic field. In particular, our results strongly suggest that finely tuned, moderately coupled nuclear spins are key to the hyperpolarization process, which makes this mechanism distinct from other known dynamic polarization channels. These findings pave the route to applications where powders are intrinsically advantageous, including the hyperpolarization of target fluids in contact with the diamond surface or the use of hyperpolarized particles as contrast agents for in vivo imaging.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
National Academy of Sciences
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
DIAMOND POWDER
dc.subject
HYPERPOLARIZATION
dc.subject
LANDAU−ZENER CROSSING
dc.subject
NITROGEN VACANCY CENTERS
dc.subject
OPTICAL SPIN PUMPING
dc.subject.classification
Física de los Materiales Condensados
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dc.subject.classification
Ciencias Físicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.subject.classification
Física Atómica, Molecular y Química
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dc.subject.classification
Ciencias Físicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.subject.classification
Óptica
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dc.subject.classification
Ciencias Físicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.title
Dynamics of frequency-swept nuclear spin optical pumping in powdered diamond at low magnetic fields
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2020-11-19T21:24:59Z
dc.identifier.eissn
1091-6490
dc.journal.volume
116
dc.journal.number
7
dc.journal.pagination
2512-2520
dc.journal.pais
Estados Unidos
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dc.journal.ciudad
Washington DC
dc.description.fil
Fil: Zangara, Pablo René. City University of New York; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
dc.description.fil
Fil: Dhomkar, Siddharth. City University of New York; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Ajoy, Ashok. University of California at Berkeley; Estados Unidos. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Liu, Kristina. University of California at Berkeley; Estados Unidos. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Nazaryan, Raffi. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados Unidos. University of California at Berkeley; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Pagliero, Daniela. City University of New York; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Suter, Dieter. Universität Dortmund; Alemania
dc.description.fil
Fil: Reimer, Jeffrey A.. University of California at Berkeley; Estados Unidos. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Pines, Alexander. Lawrence Berkeley National Laboratory; Estados Unidos. University of California at Berkeley; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Meriles, Carlos A.. City University of New York; Estados Unidos
dc.journal.title
Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.pnas.org/content/116/7/2512
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://europepmc.org/article/pmc/pmc6377465
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1811994116
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