表面单个分子的自旋电控制
单个磁性分子因其化学可调性、纳米级尺寸和自组装成有序阵列的能力,成为量子技术极具前景的构建模块。然而,要将其特性应用于量子信息处理领域,需对其自旋性质进行精确局域调控。该研究团队针对表面吸附的两种分子自旋体系——酞菁铁(FePc)和Fe-FePc复合物,揭示了自旋-电耦合(SEC)效应。通过结合电子自旋共振与扫描隧道显微镜(ESR-STM)技术,研究人员利用STM针尖实现分子局域寻址,并借助偏置电压进行电学调控。测量结果表明,共振频率与电压呈显著非线性关系,该现象与其他分子轨道能级开启相关联。该工作将这种效应归因于磁性针尖产生的输运介导交换场,由此建立了一种强效、高度局域化且普适性强的SEC机制。最终,研究人员通过单分子及耦合Fe-FePc复合物的拉比振荡实验,实现了全电学相干自旋控制,证明该机制能为电控量子操作提供可行路径。
