少分子体系反铁磁态的独立与相干转变
介观与纳米尺度物理
2023-06-22 v3
摘要
自旋电子器件即将成为主流微电子技术的组成部分。然而其小型化面临固有困难：铁磁体越小时，其磁矩越难稳定。反铁磁体稳定得多，因此反铁磁自旋电子学研究已发展为快速增长领域。本文提供概念验证数据，使反铁磁自旋电子学拓展至此前难以触及的单个分子层面。与以往分子自旋电子学工作不同，我们对分子自旋态的检测不依赖磁矩。相反，我们使用场效应晶体管器件，其由孤立、经接触的单壁碳纳米管共价结合有限数目含四个 Mn(II) 或 Co(II) 离子的分子反铁磁体构成。沿功能化纳米管的时间依赖量子输运测量显示若干 distinct 电流能级间的阶梯状转变，我们将其归因于接枝于纳米管上的单个分子配合物不同反铁磁态间的转变。利用阶乘累积量的切换事件统计分析表明，钴配合物彼此独立切换，而对锰配合物则观察到沿纳米管的分子反铁磁自旋态相干叠加。长相干时间（100 mK 下数秒）得益于锰配合物相关态中无自旋与轨道角动量，而钴配合物因拟八面体 d 金属中心而含显著轨道角动量贡献。
引用
@article{arxiv.2107.07723,
title = {Independent and coherent transitions between antiferromagnetic states of few-molecule systems},
author = {Claire Besson and Philipp Stegmann and Michael Schnee and Zeila Zanolli and Simona Achilli and Nils Wittemeier and Asmus Vierck and Robert Frielinghaus and Paul Kögerler and Janina Maultzsch and Pablo Ordejón and Claus M. Schneider and Alfred Hucht and Jürgen König and Carola Meyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07723},
year = {2023}
}
备注
including supplementary information