在单原子上从1 mT到10 T调控交换偏置
介观与纳米尺度物理
2019-06-10 v1
摘要
将自旋电子器件缩小至纳米尺度最终需要对单个原子磁矩的局域控制。在这些长度尺度上，交换相互作用发挥着重要作用，例如稳定自旋量化轴、产生自旋阻挫以及创建磁有序。在此，我们展示了在表面上对单个原子所经历的交换偏置的精确控制，覆盖四个数量级的能量范围。通过调节表面上自旋-1/2原子与扫描隧道显微镜(STM)磁针尖之间的间距，交换相互作用可从毫eV连续调谐至微eV。我们无缝结合非弹性电子隧穿谱(IETS)与电子自旋共振(ESR)来描绘不同的能量尺度。这种在宽能量跨度上对交换偏置的控制提供了对自旋态的灵活调控，其应用范围从量子态性质的精确调谐，到用于局域自旋掺杂的强交换偏置。此外，我们表明时变交换相互作用会产生局域交流磁场，共振驱动表面自旋。原子尺度上交换相互作用的静态与动态控制为调谐耦合自旋系统的量子态提供了新工具。
引用
@article{arxiv.1906.03213,
title = {Tuning the exchange bias on a single atom from 1 mT to 10 T},
author = {Kai Yang and William Paul and Fabian D. Natterer and Jose L. Lado and Yujeong Bae and Philip Willke and Taeyoung Choi and Alejandro Ferrón and Joaquín Fernández-Rossier and Andreas J. Heinrich and Christopher P. Lutz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.03213},
year = {2019}
}