电子自旋共振扫描隧道显微镜理论:第一个十年
介观与纳米尺度物理
2026-06-26 v1 量子物理
摘要
扫描隧道显微镜中的电子自旋共振使得在原子尺度上研究表面磁性杂质的电子跃迁成为可能。这种 ESR-STM 技术允许使用全电学方法在无交变外部磁场驱动下对自旋进行谱学探测和相干操控。在此,我们旨在综述 ESR-STM 的近期进展。我们将基于海森堡交换、近藤散射和安德森杂质模型,讨论电场驱动自旋共振的可能基本机制。我们对照实验观测验证理论预测,以理解电子关联、自旋交换和多重效应如何在 ESR-STM 信号中显现。在综述 STM 结中的相干自旋控制之后,我们讨论 ESR-STM 方法在相干多自旋控制方面的潜在应用,其可实现多量子比特操作。最后,我们探讨耦合电子-核自旋系统的近期进展,包括超精细分辨 ESR 谱学,以及 ESR-STM 中核自旋的驱动与极化。
引用
@article{arxiv.2606.27830,
title = {Theory of Electron Spin Resonance Scanning Tunneling Microscopy: The First Decade},
author = {Saba Taherpour and Denis Janković and Hoang-Anh Le and Jose Reina-Galvez and Christoph Wolf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.27830},
year = {2026}
}