电子自旋共振扫描隧道显微镜中哈恩回波测量的解释

电子自旋共振扫描隧道显微镜(ESR-STM)已成为探测表面单个原子和分子自旋动力学及相干性的强大工具。该研究团队利用ESR-STM技术在MgO/Ag(001)基底上的单个铁酞菁(FePc)分子上实施了拉比振荡和哈恩回波脉冲序列。虽然哈恩回波序列被广泛用于提取自旋相干时间,但研究人员发现,在ESR-STM中该技术极易因射频(RF)电压产生的隧穿电子而引发误判——RF电压不仅驱动自旋,还会同时探测并使其弛豫,从而导致指数衰减信号反映的是自旋弛豫而非本征相位相干性。该工作进一步表明,通过同步调节重聚焦脉冲序列中的两个延迟时间,可有效确保回波信号的相干特性。基于此方法提取的衰减数据表明T2时间约为30纳秒,更接近拉比振荡测量中观察到的退相干时间,这显著短于以往回波测量报告的结果。该发现强调在ESR-STM中解读哈恩回波与卡-珀塞尔序列得出的T2时间需保持审慎,并为区分真实自旋回波与隧穿诱导弛豫信号提供了实用判据。

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提交arXiv: 2026-03-27 10:22

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