利用 MgO 隧穿自旋电子学将信息编码至顺磁原子的电荷与自旋态
介观与纳米尺度物理
2026-01-21 v2
摘要
流经单个原子的电流可在使用原子针尖或横向技术构建的模型结中产生奇特的量子输运特征。然而迄今为止，缺乏原子驱动器件的可行工业化路径。在此，我们证明一个商业化器件平台可填补这一纳米技术空白。根据导电针尖原子力显微镜，将 C 原子插入磁隧道结的 MgO 势垒中会产生纳米输运路径。在磁输运实验中，这导致量子干涉，以及关联于隧穿磁阻峰的泡利自旋阻塞效应，且后者可被电学调控。我们报告一种额外的持久记忆效应，将其归因于与构成微观结有效纳米输运路径的单个 C 原子相邻的单个“门控”C 原子的充电。局域磁力测量实验确认了磁杂散场对 C 原子的次要作用。我们的结果表明，要展现原子级特性，器件无需纳米尺度化，并将 MgO 隧穿自旋电子学定位为工业化实现量子技术的有前景平台。
引用
@article{arxiv.2308.16592,
title = {Encoding information onto the charge and spin state of a paramagnetic atom using MgO tunnelling spintronics},
author = {Mathieu Lamblin and Victor Da Costa and Loic Joly and Bhavishya Chowrira and Léo Petitdemange and Bertrand Vileno and Romain Bernard and Benoit Gobaut and Samy Boukari and Wolfgang Weber and Michel Hehn and Daniel Lacour and Martin Bowen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16592},
year = {2026}
}