用单个自旋探测石墨烯-金刚石界面的轨道杂化
量子物理
2023-05-17 v1 材料科学
摘要
界面相互作用在众多领域中至关重要，并能极大影响材料的电学、磁学与化学性质。其中，界面轨道杂化在表面电子的色散、相互作用与基态等性质中起着基础性作用。诸如扫描隧道显微镜等传统的界面电子态测量均基于电相互作用，然而这会对这些电子造成强扰动。本文揭示了一种基于界面电子与金刚石中氮-空位（NV）中心之间弱磁相互作用的界面电子新实验探测方法。在对界面电子扰动可忽略的情况下，其物理性质可由 NV 自旋相干时间揭示。在我们的系统中，界面相互作用导致金刚石-石墨烯界面处电子自旋的密度与相干时间均显著下降。此外，结合电子自旋共振谱与第一性原理计算，我们可提取界面电子轨道杂化的效应。我们的研究为利用弱磁相互作用微观探测界面电子态开辟了新路径，并为未来材料界面研究提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2305.09540,
title = {Sensing orbital hybridization of graphene-diamond interface with a single spin},
author = {Yucheng Hao and Zhiping Yang and Zeyu Li and Xi Kong and Wenna Tang and Tianyu Xie and Shaoyi Xu and Xiangyu Ye and Pei Yu and Pengfei Wang and Ya Wang and Zhenhua Qiao and Libo Gao and Jian-Hua Jiang and Fazhan Shi and Jiangfeng Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09540},
year = {2023}
}