論文の概要: Quantum phase transition in magnetic nanographenes on a lead superconductor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.05313v1
• Date: Tue, 12 Jul 2022 04:52:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-05 09:52:03.009367
• Title: Quantum phase transition in magnetic nanographenes on a lead superconductor
• Title（参考訳）: 鉛超伝導体上の磁性ナノグラフェンの量子相転移
• Authors: Yu Liu, Can Li, Fu-Hua Xue, Ying Wang, Haili Huang, Hao Yang, Jiayi Chen, Dan-Dan Guan, Yao-Yi Li, Hao Zheng, Canhua Liu, Mingpu Qin, Xiaoqun Wang, Deng-Yuan Li, Pei-Nian Liu, Shiyong Wang, Jinfeng Jia
• Abstract要約: 量子スピンは超伝導とのエキゾチックな相互作用をホストするために提案されている。 磁性ナノグラフェンは、その無視可能なスピン軌道結合と結晶の分裂により、固有の量子磁気を宿ることが証明されている。 グラフェンハニカム格子の工学的サブラチテン不均衡によりPb(111)上のスピンS=1/2の磁気基底状態の原子的に精密な3つのナノグラフェンを作製した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.166883497183687
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum spins, referred to the spin operator preserved by full SU(2) symmetry in the absence of the magnetic anistropy, have been proposed to host exotic interactions with superconductivity4. However, spin orbit coupling and crystal field splitting normally cause a significant magnetic anisotropy for d/f-shell spins on surfaces6,9, breaking SU(2) symmetry and fabricating the spins with Ising properties10. Recently, magnetic nanographenes have been proven to host intrinsic quantum magnetism due to their negligible spin orbital coupling and crystal field splitting. Here, we fabricate three atomically precise nanographenes with the same magnetic ground state of spin S=1/2 on Pb(111) through engineering sublattice imbalance in graphene honeycomb lattice. Scanning tunneling spectroscopy reveals the coexistence of magnetic bound states and Kondo screening in such hybridized system. Through engineering the magnetic exchange strength between the unpaired spin in nanographenes and cooper pairs, quantum phase transition from the singlet to the doublet state has been observed, in consistent with quantum models of spins on superconductors. Our work demonstrates delocalized graphene magnetism host highly tunable magnetic bound states with cooper pairs, which can be further developed to study the Majorana bound states and other rich quantum physics of low-dimensional quantum spins on superconductors.
• Abstract（参考訳）: 磁気異方性がない場合、完全なSU(2)対称性で保存されるスピン作用素と呼ばれる量子スピンは、超伝導体4との異方性相互作用をホストするために提案されている。 しかしながら、スピン軌道の結合と結晶磁場の分裂は通常、表面6,9上のd/f殻スピンに対して重要な磁気異方性を引き起こし、SU(2)対称性を破り、スピンをイジング特性10で作製する。 近年、磁性ナノグラフェンは、無視可能なスピン軌道結合と結晶の分裂により、固有の量子磁性を担っていることが証明されている。 そこで,グラフェンハニカム格子の工学的不均衡により,pb(111)上のスピンs=1/2の同じ磁気基底状態を持つ3つの原子精密ナノグラフェンを作製した。 走査トンネル分光法は、そのようなハイブリッド系における磁気境界状態と近藤スクリーニングの共存を明らかにする。 ナノグラフェンとクーパー対の未対スピン間の磁気交換強度の工学により、超伝導体上のスピンの量子モデルと整合して、一重項から二重項状態への量子相転移が観測されている。 本研究は, 超伝導体上の低次元量子スピンのマヨラナ束縛状態およびその他のリッチ量子物理学を研究するために, 高可変磁束状態とクーパー対を共役する非局在化グラフェン磁性を示すことを示した。

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