論文の概要: On the interpretation of Hahn echo measurements in electron spin resonance scanning tunneling microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26255v1
- Date: Fri, 27 Mar 2026 10:22:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-30 21:49:48.445204
- Title: On the interpretation of Hahn echo measurements in electron spin resonance scanning tunneling microscopy
- Title（参考訳）: 電子スピン共鳴走査トンネル顕微鏡におけるハーンエコー測定の解釈について
- Authors: Paul Greule, Wantong Huang, Máté Stark, Kwan Ho Au-Yeung, Christoph Wolf, Soo-hyon Phark, Andreas J. Heinrich, Philip Willke,
- Abstract要約: 本研究では、電子スピン共鳴走査トンネル顕微鏡(ESR-STM)を用いて、MgO/Ag(001)上の個々の鉄フタロシアニン(FePc)分子上でラビ発振およびハーンエコーパルスプロトコルを実行する。
ハーンエコープロトコルはスピンコヒーレンス時間を抽出するために広く用いられているが、ESR-STMでは、印加された高周波(RF)電圧によって生じるトンネル電子による誤解釈に特に影響されることが示されている。
- 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: Electron spin resonance scanning tunneling microscopy (ESR-STM) has become a powerful tool for probing spin dynamics and coherence of individual atoms and molecules on surfaces. In this work, we perform Rabi oscillation and Hahn echo pulse protocols on individual iron phthalocyanine (FePc) molecules on MgO/Ag(001) using ESR-STM. While Hahn echo protocols are widely used to extract spin coherence times, we show that in ESR-STM they are particularly susceptible to misinterpretation due to tunneling electrons generated by the applied radio-frequency (RF) voltage. The RF voltage not only drives the spin, but simultaneously probes and relaxes it, which consequently leads to an exponential decay that reflects spin relaxation rather than intrinsic phase coherence. We moreover show that varying both delay times in the refocusing pulse sequence is a reliable way to ensure a coherent nature of the echo signal. The extracted decay for the latter protocol suggests that T2 is approximately 30 ns and is thus closer to the decoherence time observed in Rabi oscillation measurements. This is significantly shorter than values reported in previous echo measurements. Our findings underscore the need for caution in interpreting T2 times from Hahn echo and Carr-Purcell protocols in ESR-STM and provide practical criteria for distinguishing true spin echoes from tunneling-induced relaxometry signals.
- Abstract（参考訳）: 電子スピン共鳴走査トンネル顕微鏡(ESR-STM)は、表面上の個々の原子や分子のスピンダイナミクスとコヒーレンスを探索するための強力なツールとなっている。
本研究では, MgO/Ag(001) 上の個々の鉄フタロシアニン (FePc) 分子に対して, ESR-STM を用いてラビ発振およびハーンエコーパルスプロトコルを実行する。
ハーンエコープロトコルはスピンコヒーレンス時間を抽出するために広く用いられているが、ESR-STMでは、印加された高周波(RF)電圧によって生じるトンネル電子による誤解釈に特に影響されることが示されている。
RF電圧はスピンを駆動するだけでなく、同時にスピンをプローブし、緩和する。
さらに、リフォーカスパルス列における遅延時間の変化は、エコー信号のコヒーレントな性質を保証するための信頼性の高い方法であることを示す。
後者のプロトコルで抽出された崩壊は、T2がおよそ30nsであり、したがってラビ振動測定で観測されたデコヒーレンス時間に近いことを示唆している。
これは、過去のエコー測定で報告された値よりもかなり短い。
本研究は,ESR-STMにおけるハーンエコーとカープルセルプロトコルのT2倍の解釈に注意が必要であること,トンネリングによる緩和信号から真のスピンエコーを識別するための実践的基準を提供するものである。
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