Quantum mechanics simulation of free induction decay for the magnetic centers on a spherical nanoparticle

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

By direct numerical solution of the Schrödinger equation for spins system we study free induction decay (FID) of diamagnetic nanospheres modified by deposition of atoms with non-zero magnetic moments. Simulations show that 10–14 interacting spins on the sphere is enough to describe FID and characteristic relaxation time reasonably well. We also compare the quantum spins description of FID with a phenomenological moment theory approach.

About the authors

K. B. Tsiberkin

Perm State University

Email: kbtsiberkin@psu.ru
Perm, Russia

E. I. Kovycheva

Perm State University

Perm, Russia

V. K. Henner

Perm State University; University of Louisville

Perm, Russia; Louisville, USA

References

  1. Rao C.N.R., Seshadri R., Govindaraj A., Sen R. // Mat. Sci. Eng. 1995. V. 15. P. 209.
  2. Jariwala D., Sangwan V.K., Lauhon L.J. et al. // Chem. Soc. Rev. 2013. V. 42. No. 7. P. 2824.
  3. Li Z., Wang L., Li Y. et al. // Compos. Sci. Technol. 2019. V. 179. P. 10.
  4. Yazyev O.V., Helm L. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. Art. No. 125408.
  5. Boukhvalov D.W., Katsnelson M.I., and Lichtenstein A.I. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. Art. No. 035427.
  6. Zhang W., Li W.-C., Zhang H.-X. et al. // Carbon. 2018. V. 131. P. 137.
  7. Loth S., von Bergmann K., Ternes M. et al. // Nature Phys. 2010. V. 6. P. 340.
  8. Muenks M., Jacobson P., Ternes M. et al. // Nature Commun. 2017. V. 8. Art. No. 14119.
  9. Thakur J., Saini H.S., Singh M. et al. // Phys. E. 2016. V. 78. P. 35.
  10. Petrov D.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 348.
  11. Konobeeva N.N., Belonenko M.B. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 12. P. 1359.
  12. Ziolkowska D.A., Jangam J.S.D., Rudakov G. et al. // Carbon. 2017. V. 115. P. 617.
  13. Rudakov G.A., Sosunov A.V., Ponomarev R.S. et al. // Phys. Solid State. 2018. V. 60. No. 1. P. 167.
  14. Rudakov G.A., Tsiberkin K.B., Ponomarev R.S. et al. J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 427. P. 34.
  15. Sosunov A.V., Rajapakse M., Rudakov G.A. et al. // Surf. Engin. Appl. Electrochem. 2022. V. 58. No. 1. P. 87.
  16. Tsiberkin K.B., Sosunov A.V., and Teslikov G.I. // Opt. Spectrosc. 2023. V. 131. No. 8. P. 1060.
  17. Elsayed T.A., Fine B.V. // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. Art. No. 070404.
  18. Henner V.K., Klots A., Nepomnyashchy A.A., and Belozerova T.S. // Appl. Magn. Reson. 2021. V. 52. P. 859.
  19. De Raedt H., Barbara B., Miyashita S. et al. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. Art. No. 014408.
  20. Tsiberkin K.B. // Eur. Phys. J. B. 2023. V. 96. Art. No. 70.
  21. Jeschke G. // J. Magn. Res. Open. 2023. V. 14–15. Art. No. 100094.
  22. Henner E., Shaposhnikov I., Bonis B., and Sardos R. // J. Magn. Reson. 1978. V. 32. No. 1. P. 107.
  23. Ковычева Е.И., Циберкин К.Б. // Вест. ПГУ. Физика. 2022. № 2. С. 26.
  24. De Raedt H., Jin F., Willsch D. et al. // Comp. Phys. Commun. 2019. V. 237. P. 47.
  25. Kuprov I. Spin. Cham: Springer, 2023. 395 p.
  26. Гольдман М. Спиновая температура и ЯМР в твердых телах. М.: Мир, 1972. 342 с.
  27. Harris C.R., Millman K.J., van der Walt S.J. et al. // Nature. 2020. V. 585. P. 357.
  28. Cликтер Ч. Основы теории магнитного резонанса. М.: Мир, 1981. 448 с.
  29. Абрагам А. Ядерный магнетизм. М.: Изд-во иностр. лит. 1961. 551 с.
  30. Kuprov I., Wagner-Rundell N., and Hore P.J. // J. Magn. Reson. 2007. V. 189. P. 241.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).