Влияние сдвига Блоха–Зигерта на амплитудно-частотные характеристики осцилляций Раби при нутационном резонансе

Исследуется динамика двухуровневой спиновой системы, “одетой” бихроматическим излучением, в условиях двойного резонанса, когда частота одного, микроволнового, поля равна ларморовой частоте спиновой системы, а частота другого, радиочастотного, поля $\omega_{rf}$ близка к частоте Раби $\omega_1$ в микроволновом поле. Теоретически показано, что происходящие с частотой $\varepsilon$ осцилляции Раби на “одетых” спиновых состояниях сопровождаются осцилляциями с высокими частотами $n\omega _{rf}$, $n\omega _{rf}\pm\varepsilon$ ($n=1,2,\dots$), наиболее интенсивными из которых являются сигналы с $n=1$. Антивращающиеся (“антирезонансные”) компоненты радиочастотного поля приводят к смещению энергии “одетых” состояний – частотному сдвигу типа Блоха–Зигерта. Это проявляется, в частности, в зависимости частоты осцилляций Раби $\varepsilon $ от знака отстройки от резонанса $\omega_1-\omega_{rf}$, а при двойном резонансе – в асимметрии амплитуд осцилляций: амплитуда на суммарной частоте $\omega _{rf}+\varepsilon$ увеличивается, а на разностной частоте $\omega_{rf}-\varepsilon$ уменьшается. Предсказываемые эффекты подтверждены наблюдением нутаций сигналов ЭПР $E'_1$-центров в кварце и их необходимо учитывать при реализации в твердых телах кубитов с малой частотой Раби.