在磁性底物上建立的可靠的孤立量子旋转

在固体表面上建立可靠的孤立自旋对于制造量子钻头或量子,传感器和单原子催化剂至关重要。孤立的旋转是一种单个自旋,它与外部相互作用相比屏蔽。由于孤立的旋转可以长期保持状态,因此它们非常适合用作Qubits,量子计算的基本单元以及超快的自旋记忆。

来源:英国物理学家网首页
(a)MGO/O/Fe(001)在3D视图模式下cupc沉积后表面的STM地形图像:(5×5 nm2,vs = +0.3 V,IT = 500 PA)。下图:使用MTJ系统中的单分子自旋的STM零偏置峰(ZBP)测量的示意图。 (b)STM地形图像(10×10 nm2,vs = -2.0 V,IT = 50 PA),并在-1.3 V,0 V,0 V和+2.0 V.(C)DI/DV。学分:纳米级视野(2025)。 doi:10.1039/d5NH00192G
2 s t 纳米级视野

在固体表面上建立可靠的孤立自旋对于制造量子钻头或量子,传感器和单原子催化剂至关重要。孤立的旋转是一种单个自旋,它与外部相互作用相比屏蔽。由于孤立的旋转可以长期保持状态,因此它们非常适合用作Qubits,量子计算的基本单元以及超快的自旋记忆。

因此,大量研究致力于识别能够产生稳定的孤立量子自旋的材料。候选物包括过渡金属的单个原子,例如Cu-苯苯胺分子(CUPC)中的铜(CU),分子磁铁,钻石中的氮呈中心和二维分层材料。

检测孤立自旋的一种方法是观察零偏置峰(ZBP),例如含有Cupc分子的高贵金属基板的电导。 ZBP是由基材上的传导电子与孤立自旋的相互作用引起的。

基板

到目前为止,这些ZBP的工程主要仅限于高贵的金属表面,例如黄金和银色。这些表面富含传导电子,虽然对ZBP有用,但也可以分散自旋并翻转其状态,从而干扰固有的自旋状态。这使它们不适合用作量子位。作为解决方案,研究人员已经转向了缺乏传导电子的绝缘膜,并且可以容纳更稳定的旋转。

旋转状态