通过工程化 Au(111) 表面构建 Kondo 链
介观与纳米尺度物理
2025-10-15 v2
摘要
量子操控分子自旋提供了探索许多体系统新现象的关键平台。本文将表面限制合成与扫描 tunneling 显微镜(STM)诱导脱氢相结合，实现了在 Au(111) 表面上构建准一维形状基 Kondo 链(1-7 个单元)。高分辨率 STS 测量和低能有效模型共同表明，每个融合形状单元中的 π 自旋形成由导电电子筛选的 Kondo 配对。相邻的配对通过量子态叠加效应实现直接相干耦合。关键在于，有效模型中的手性对称性支配了零模分布——奇数长度链中存在，而在偶数长度链中则不存在——这决定了有限链 STS 光谱中显著的奇偶量子效应。此外，平行形状链的数量对 Kondo 效应与自旋交换之间的竞争进行非单调调控，显示出在强度和演化方面的相反趋势，表明波函数叠加和 SOMO-LUMO 间隙共同决定了这些相互作用。该工作同时解决了受限量子系统中许多体关联的尺度依赖性，并为分子自旋体系结构中的量子临界操控开辟了方法论。
引用
@article{arxiv.2506.10729,
title = {Construction of Kondo Chains by Engineering Porphyrin {\pi}-Radicals on Au(111)},
author = {Yan Zhao and Kaiyue Jiang and Peng-Yi Liu and Jie Li and Ruoning Li and Xin Li and Xinchen Fang and Anjing Zhao and Yutong Zhu and Hongxiang Xu and Ting Chen and Dong Wang and Xiaodong Zhuang and Shimin Hou and Kai Wu and Song Gao and Qing-Feng Sun and Yajie Zhang and Yongfeng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.10729},
year = {2025}
}