单电子自旋的控制对自旋电子学、量子传感和量子信息处理等领域具有重要意义。利用单分子磁铁作为宿主可建立意思的框架，因为它们的分子结构高度灵活，并且基于化学的大规模合成直接提供了一种可扩展的方法。近日，韩国基础科学研究所(IBS) Taeyoung Choi，Andreas Heinrich，Philip Willke等展示了表面单分子的相干自旋操控，使用扫描隧道显微镜结合电子自旋共振单独控制。

本文要点：

1）作者之前发现铁酞菁 (FePc) 分子放置在氧化镁 (MgO) 绝缘薄膜上时会形成自旋 1/2 系统。执行 Rabi 振荡和 Hahn 回波测量，作者发现可以用数百纳秒的相位相干时间 T₂^Echo 相干操纵 FePc 自旋。

2）隧道电流相关测量表明与隧道电子的相互作用是退相干的主要来源。此外，作者对 FePc 分子的小型自组装阵列进行Hahn回波测量。作者表明，尽管有额外的分子间磁耦合，与隧道电流相比，自旋共振和 T₂^Echo 受相邻自旋的 T₁ 自旋翻转活动的干扰要小得多。

Philip Willke, et al. Coherent Spin Control of Single Molecules on a Surface. ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c06394

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06394