論文の概要: Spin-Electric Control of Individual Molecules on Surfaces

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13699v1
• Date: Fri, 18 Jul 2025 07:03:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-21 20:43:26.201682
• Title: Spin-Electric Control of Individual Molecules on Surfaces
• Title（参考訳）: 表面上の個々の分子のスピン電気制御
• Authors: Paul Greule, Wantong Huang, Máté Stark, Kwan Ho Au-Yeung, Johannes Schwenk, Jose Reina-Gálvez, Christoph Sürgers, Wolfgang Wernsdorfer, Christoph Wolf, Philip Willke,
• Abstract要約: 表面吸着した2つの分子スピン系,鉄フタロシアニン (FePc) およびFe-FePc錯体に対するスピン電結合(SEC)を提案する。 スピンダイナミクスをチューニングし、電気的に制御された量子演算への経路を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Individual magnetic molecules are promising building blocks for quantum technologies because of their chemical tunability, nanoscale dimensions, and ability to self-assemble into ordered arrays. However, harnessing their properties in quantum information processing requires precise local control of their spin properties. In this work, we present spin-electric coupling (SEC) for two molecular spin systems, iron phthalocyanine (FePc) and Fe-FePc complexes, adsorbed on a surface. We use electron spin resonance combined with scanning tunnelling microscopy (ESR-STM) to locally address them with the STM tip and electrically tune them using the applied bias voltage. These measurements reveal a pronounced nonlinear voltage dependence of the resonance frequency, linked to the energic onset of other molecular orbitals. We attribute this effect to a transport-mediated exchange field from the magnetic tip, providing a large, highly localized, and broadly applicable SEC mechanism. Finally, we demonstrate that the SEC enables all-electrical coherent spin control: In Rabi oscillation measurements of both single and coupled Fe-FePc complexes we show that the spin dynamics can be tuned, demonstrating a pathway towards electrically controlled quantum operation.
• Abstract（参考訳）: 個々の磁性分子は、化学的チューニング性、ナノスケールの寸法、順序付けられた配列に自己組織化する能力のために、量子技術のためのブロックを約束している。 しかし、それらの性質を量子情報処理で活用するには、スピン特性の精密な局所制御が必要である。 本研究では,2つの分子スピン系,鉄フタロシアニン (FePc) およびFe-FePc錯体に対して,表面吸着したスピン電結合(SEC)を提案する。 電子スピン共鳴と走査型トンネル顕微鏡(ESR-STM)を組み合わせてSTM先端で局所的に処理し,印加バイアス電圧を用いて電気的に調整する。 これらの測定により、共鳴周波数の顕著な非線形電圧依存性が明らかとなり、他の分子軌道のエナジー反応と関連づけられた。 我々はこの効果を、磁気先端からの輸送媒介交換場とみなし、大きく、高度に局所化され、広く適用可能なSEC機構を提供する。 最後に、SECが全電気的コヒーレントスピン制御を可能にすることを実証する: 単一および結合Fe-FePc錯体のラビ振動測定では、スピンダイナミクスが調整可能であることを示し、電気的に制御された量子演算への経路を示す。

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