高磁场下电子自旋共振谱与扫描隧道显微镜的结合
介观与纳米尺度物理
2024-01-09 v1
摘要
磁介质在信息存储与处理中仍是关键。存储密度的持续增长以及对量子存储器与计算机的需求，推动了磁表征技术极限的拓展。最终，需要一种能够相干操控并探测单个量子自旋的工具。扫描隧道显微镜（STM）是唯一同时具备高空间与能量分辨率、低温及高磁场等先决条件以实现该目标的技术。电子自旋共振 STM（ESR-STM）可用频率范围的局限意味着许多仪器工作在热噪声区间。我们解决了信号传输中的难题，将 ESR-STM 的工作频率范围扩展两倍以上直至 100GHz，使得在可达几百毫开尔文的低温下塞曼能成为主导能量尺度。我们提出了一种将现有仪器改造为 ESR-STM 以研究高场极限下自旋动力学的一般方法。我们通过分析微波信号驱动结中的非弹性隧穿展示了该仪器的性能，并给出了 ESR-STM 的原理验证测量。
引用
@article{arxiv.2111.05910,
title = {Combining Electron Spin Resonance Spectroscopy with Scanning Tunneling Microscopy at High Magnetic Fields},
author = {Robert Drost and Maximilian Uhl and Piotr Kot and Janis Siebrecht and Alexander Schmid and Jonas Merkt and Stefan Wünsch and Michael Siegel and Oliver Kieler and Reinhold Kleiner and Christian R. Ast},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.05910},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 7 figures