横向场调制下三离子磁性分子中的单电子输运

我们研究了具有强单轴各向异性且存在横向磁场时三离子分子中的单电子输运。两个磁性离子通过第三个非磁性离子相互连接。磁性离子耦合到理想金属导线，并对分子施加背栅电压，形成场效应晶体管。描述该系统的微观哈密顿量包含离子间跃迁、在位排斥和磁各向异性。对于哈密顿量参数的一定取值范围，我们得到了与巨自旋近似下单分子磁体相类似的能谱，其中沿单轴各向异性轴自旋投影最大的两个态与其他态充分分离。此外，施加面内外磁场时，分子基态与第一激发态之间的能隙发生振荡，并在磁场的某些特定值处降为零，这类似于巨自旋模型中由 Berry 相位干涉产生的 diabolical point。因此，我们的微观模型提供了与单分子磁体巨自旋模型相同的唯象行为，同时能够直接触及分子的内部结构，从而使其更适合实际的电子输运研究。为了说明这一点，我们在顺序隧穿区评估了在这些简并点附近磁场值下的非线性电子输运。我们证明，这些点的存在在分子的 I-V 特性中有清晰的印记，最显著的是微分电导中激发线的调制。