铅超导体上磁性纳米石墨烯中的量子相变
介观与纳米尺度物理
2022-07-13 v1 超导电性
量子物理
摘要
量子自旋是指在无磁各向异性时由完整 SU(2) 对称性守恒的自旋算符，其被提出可与超导电性产生奇异相互作用。然而，表面上的 d/f 壳层自旋通常因自旋轨道耦合与晶体场劈裂而具有显著磁各向异性，破坏 SU(2) 对称性并造就具有 Ising 性质的自旋。近来，磁性纳米石墨烯因其可忽略的自旋轨道耦合与晶体场劈裂，被证实具有本征量子磁性。在此，我们通过调控石墨烯蜂窝晶格中的子格不平衡，在 Pb(111) 上制备了三种具有相同 S=1/2 磁基态的原子级精确纳米石墨烯。扫描隧穿谱揭示了该杂化体系中磁束缚态与 Kondo 屏蔽的共存。通过调控纳米石墨烯中未配对自旋与库珀对间的磁交换强度，观察到从单态到双重态的量子相变，与超导体上自旋的量子模型一致。我们的工作表明离域石墨烯磁性可与库珀对形成高度可调的磁束缚态，可进一步用于研究马约拉纳束缚态及超导体上低维量子自旋的其他丰富量子物理。
引用
@article{arxiv.2207.05313,
title = {Quantum phase transition in magnetic nanographenes on a lead superconductor},
author = {Yu Liu and Can Li and Fu-Hua Xue and Ying Wang and Haili Huang and Hao Yang and Jiayi Chen and Dan-Dan Guan and Yao-Yi Li and Hao Zheng and Canhua Liu and Mingpu Qin and Xiaoqun Wang and Deng-Yuan Li and Pei-Nian Liu and Shiyong Wang and Jinfeng Jia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05313},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 4figures