Conformation-dependent electron transport through a biphenyl molecule: Circular current and related issues
我们在一个简单的紧束缚框架内研究了联苯分子中构象依赖的电子转移。用格林函数方法计算了偏置电压驱动下的总结电流和两个苯环中的环流。我们的分析为利用具有环状结构的有机分子设计分子自旋电子器件提供了可能性，预示着分子自旋电子学的出现。
2013-05-14 cond-mat.mes-hall
Paramagnetic molecule induced strong antiferromagnetic exchange coupling on a magnetic tunnel junction based molecular spintronics device
本文报道了我们的Monte Carlo（MC）研究，旨在解释实验观察到的顺磁性分子诱导的铁磁（FM）电极之间的反铁磁耦合。近年来发展起来的磁性隧道结分子自旋电子学器件（MTJMSDs），是通过在磁性隧道结暴露的侧边的FM电极之间化学键合顺磁性分子而制备的，表现出分子诱导的强反铁磁耦合。我们的MC研究集中在类似MTJMSD的原子模型上，研究了分子与两个FM电极的磁耦合效应。模拟结果表明，当分子与一个电极建立铁磁耦合，与另一个电极建立反铁磁耦合时，理论结果有效地解释了实验结果。理论和实验研究表明，分子与FM电极之间的交换耦合强度应是FM电极原子间交换耦合强度的50%。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular spintronics using noncollinear magnetic molecules
我们研究了强各向异性非共线磁性分子的自旋输运，发现非共线磁化强度对电流起着自旋开关的作用。此外，自旋电流显示提供了一个可行的路线，选择性地制备分子器件在两个简并非共线磁状态之一。自旋电流也可以用来创建一个非零密度的环形磁化在最近表征的Dy_3非共线磁体。
2009-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the magnetic anisotropy of single molecules
单个原子和分子的磁性受原子尺度环境的支配。一般来说，周围环境的对称性降低会分裂$d$态，并使磁矩沿某些有利的方向排列。在这里，我们表明，我们可以可逆地修改的磁晶各向异性通过操纵环境的单铁（II）卟啉分子吸附在Pb（111）与扫描隧道显微镜的尖端。当我们减少尖端-分子的距离，我们首先观察到一个小的增加，然后由一个指数下降的轴向各向异性的分子。这是相反的单调增加观察到较早的相同的分子与一个额外的轴向Cl配体。我们归因于两个物种的各向异性的变化的尖端的吸引力的存在下，这导致在$d$水平对齐的变化的分子的变形。这些实验证明了通过机械控制精确调节单个分子的磁各向异性的可行性。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall
Probing Transverse Magnetic Anisotropy by Electronic Transport through a Single-Molecule Magnet
利用电子输运方法，研究了嵌入三端结中的Fe $_4$单分子磁体（SMM）的横向磁各向异性。特别是，我们确定在原位的横向各向异性的分子从显着的强度调制的线性电导，这是观察到的施加磁场的函数。所提出的技术在超过SMM的隧道分裂的能量尺度的温度下工作。我们推断，一个单一的Fe $_4$分子在结中捕获的横向各向异性是远远大于体值。
2015-11-11 cond-mat.mes-hall
Engineering giant magnetic anisotropy in single-molecule magnets by dimerizing heavy transition-metal atoms
寻找具有大磁各向异性能（MAE）的单分子磁体是发展室温分子自旋电子学器件的关键。通过系统的第一性原理计算，我们发现Os-Os或Ir-Ir二聚体嵌入到（5，5 '-Br 2-Salophen）分子中产生了41.6或51.4 meV的大MAE，这足以在室温下保持自旋取向。电子结构的分析表明，顶部的Os和Ir原子是最负责的自旋力矩和大的MAE的分子。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall
Magnetic-anisotropy induced spin blockade in a single-molecule transistor
我们提出了一个新的机制，自旋阻滞效应与磁各向异性的类型在单分子晶体管中的氧化态的变化，通过采取一个单独的Eu $_{2}$（C $_{8}$ H $_{8}$）$_{3}$分子弱耦合到非磁性电极没有连接基团的例子。当带电时，分子将其磁化方向从面内切换到面外。换句话说，当分子带电时，分子的磁各向异性从易平面变为易轴。通过求解基于模型哈密顿量的主方程，我们发现，通过分子的电流是高度抑制在低偏压独立的栅极电压，由于自旋选择规则和磁各向异性的类型的变化之间的相互作用。连续电荷状态中最低磁能级之间的跃迁被禁止，因为磁各向异性类型的变化导致磁能级相差$|ΔM| > 1/2$，尽管总自旋相差$|ΔS|=1/2$。这种电流抑制可以通过显著的B场来解除，并且阈值B场作为场方向和磁各向异性强度的函数而变化。自旋阻断效应揭示了非自旋极化电流对磁化方向的切换，以及这种性质与其他分子自由度的耦合效应。
2016-09-17 cond-mat.mes-hall
Vibration-induced modulation of magnetic anisotropy in a magnetic molecule
本文从理论上分析了磁性分子在其电荷和自旋与分子振动耦合时的光谱。更具体地说，我们表明，电荷振动子和自旋振动子耦合之间的相互作用导致分子的磁各向异性参数的重整化。这种效果进行了讨论的一个模型设备组成的一个单独的磁性分子嵌入在一个结。我们研究了该器件的输运性质，并说明了微分电导是如何受到振动诱导的磁各向异性重整化的影响。根据总分子自旋和裸（固有）磁各向异性，诱导调制可以导致光谱中可见的位移和交叉，甚至可能是传输阻塞的原因。因此，特别感兴趣的是使用机械可控的断裂结，因为在这种情况下，当拉伸或压缩结时，分子自旋和振动之间的相关耦合可以通过分子的变形来控制。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Observing magnetic anisotropy in electronic transport through individual single-molecule magnets
我们回顾了不同的电子输运方法来探测磁性，如磁各向异性，一个单独的Fe 4 SMM。不同的方法包括通过分子的一级和更高级传输。栅极光谱，专注于电荷简并点，作为一个强大的技术来量化的纵向磁各向异性的SMM在不同的氧化还原状态。我们提供的统计数据显示了不同方法的稳健性和重现性。此外，电导测量通常显示高能量激发态远远超出SMM的地自旋多重态。这些激发中的一些起源于激发的自旋多重态，另一些起源于分子的振动模式。振动、电荷和自旋之间的相互作用可能会产生一种控制自旋的新方法。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Electronically Mediated Magnetic Anisotropy in Vibrating Magnetic Molecules
我们解决的电子感应各向异性场作用于自旋力矩包括在一个振动的磁性分子位于铁磁金属之间的结。在电子和分子振动之间的弱耦合下，各向异性的性质可以通过在结两端施加温差或偏压而从有利于高自旋（易轴）磁矩改变为有利于低自旋（易平面）。对于不相等的自旋极化的铁磁金属，它示出的各向异性的字符基本上是由较弱的铁磁体的属性。通过增加该金属中的温度或引入偏压，可以抑制其影响，使得对各向异性的主要贡献被交换到更强的铁磁体。随着分子振动和电子之间耦合强度的增加，各向异性的性质被锁定为有利于容易的平面磁性。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic study of skyrmion stability in confined magnetic structures with perpendicular anisotropy
Skyrmions是一种新兴的自旋拓扑结构，在未来的数据存储和自旋电子学应用中具有潜在的革命性意义。磁性材料中Skyrmion的存在和稳定性通常与块状磁体或缺乏反转对称性的磁性薄膜中Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）的存在有关。虽然已经提出了一些方法来产生孤立的skyrmions在薄膜与自旋电子器件，一个彻底的研究条件下，skyrmions将保持稳定，以便在集成的自旋电子器件中进行操作仍然是一个悬而未决的问题。这种结构的稳定性被认为是垂直磁各向异性（PMA）、磁致伸缩以及几何结构与静磁学之间的相互作用的理想组合的结果。在目前的工作中，我们展示了一些微磁性的结果，支持以前的实验观测磁skyrmions在自旋阀堆栈具有广泛的范围内的磁电阻值。通过对钴基盘的微磁学模拟，我们得到了不同PMA、不同介电常数和几何参数下的磁基态组态。Skyrmion数，对应的拓扑电荷，计算在所有情况下，并确认发生孤立的，稳定的，轴对称的skyrmion的几种组合的dielectric和各向异性常数。在磁盘的skyrmions的稳定性，然后在磁场和自旋极化电流下，在有限的温度下，突出这些自旋织构在自旋电子器件的适用性的限制。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall
Theoretical insights on the importance of anchoring vs molecular geometry in magnetic molecules acting as junctions
分子锚定在电极上是单分子自旋电子学实验中的一个关键因素。同样，在理论模拟单分子结的输运过程中，弛豫到最稳定的几何结构是关键的一步。在这里，我们提出了一套计算设计来分析和比较不同的锚定点的效果和微扰的影响，在分子的几何形状和电极间距离。作为模型体系，我们选择以轻微压缩的几何形状连接两个Au（111）电极的[V（$α$ $_3$ S $_5$）$_3$ ] $^{2-}$络合物。在我们的计算中，连接通过S-Au键发生，这是分子自旋电子学实验中常见的锚定策略。我们的研究结果证实，在分子的几何形状的小的变化有重要的影响，在电导。我们能够比较这些效果所产生的改变锚定位置与一个恒定的分子几何形状。出乎意料的是，我们证明，锚定位置只有一个较小的相关性，在自旋电子行为的设备，只要所有其他参数保持冻结。因此，我们预测，为实验的再现性为目标，刚性接头的分子设计是更相关的比设计的单义锚定位置。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall
Visualizing Intramolecular Distortions as the Origin of Transverse Magnetic Anisotropy
金属-有机配合物的磁性受配体构象变化的强烈影响。四吡啶基铁卟啉分子的柔性导致其在Au（111）表面的吸附构型不同。通过结合低温扫描隧道光谱和原子力显微镜，我们解决了与不同的自旋状态和磁各向异性的大小的分子配置的相关性。当大环表现出横向不失真的鞍形，分子位于S=1状态与轴向各向异性所产生的正方形平面配位场。如果在分子配位场的对称性减少了横向扭曲的分子，我们发现横向各向异性的有限贡献。一些扭曲的分子处于S=2状态，再次表现出实质性的横向各向异性。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Automotion of Domain Walls for Spintronic Interconnects
我们模拟了纳米自旋电子互连中的自运动，即在退磁和磁各向异性的影响下磁畴壁的自发输运。与自旋转移驱动的磁畴壁运动相比，所提出的互连仅用瞬态电流脉冲操作，并提供有利的缩小到20 nm尺度。被认为是在平面和垂直磁化的情况下。解析依赖的磁畴壁的磁化角度的速度进行了比较与全微磁模拟。证明了畴壁的减速、消失和反射。研究了磁化角与电流脉冲参数的关系。能量和延迟的分析表明，自动运动是一个有吸引力的选择自旋电子逻辑互连。
2013-11-14 cond-mat.mes-hall
Molecular Spintronics: Spin-Dependent Electron Transport in Molecular Wires
我们提出了一个理论研究自旋相关的输运通过分子线桥接铁磁金属纳米接触。我们扩展到磁性系统最近提出的模型，提供了一个em的电导测量Reed等。上的Au断裂连接桥的自组装分子单层（SAMs）的1，4-benzene-dithiolate（BDT）分子。根据我们的计算，我们预测，自旋阀行为应该是观察到的镍断裂结桥SAM的形成从BDT。我们还考虑自旋输运系统组成的一个干净的铁磁镍STM尖端和自组装分子的苯硫醇在金和镍基板。我们发现，自旋阀的行为应该是可能的镍基板。对于衬底是金的情况下，我们表明，它应该是可以注入到衬底的高度自旋极化电流。
2002-08-15 cond-mat.mes-hall
Single-molecule junctions map the interplay between electrons and chirality
本研究利用基于helicene分子的单分子结同时实现磁二极管和自旋阀功能，揭示了原子尺度下电子角动量与磁场、电子自旋与手性介质的两种相互作用，为自旋电子学提供了新方法。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
High Frequency EPR Spectra of [Fe8O2(OH)12(tacn)6]Br8. A Critical Appraisal of the Barrier for the Reorientation of the Magnetization in Single Molecule Magnets
对分子式为[Fe_8 O_2（OH）_（12）（tacn）_6] Br_8·9 H_2 O（其中tacn= 1，4，7-三氮杂环壬烷）的单分子磁体进行了详细的多频高场-高频EPR（95-285 GHz）研究。多晶粉末光谱允许估计零场分裂参数高达四阶项。单晶光谱提供了团簇磁各向异性的主要方向。这些结果进行了比较的评价簇内偶极贡献的磁各向异性，这表明单离子各向异性主要是有助于磁各向异性。横向磁各向异性的作用，在确定的高度的势垒的磁化反转进行了讨论。
2000-02-24 cond-mat.mes-hall
New magnetic states in nanorings created by anisotropy gradients
磁性纳米环由于其在自旋电子学和磁振子器件中的潜在应用而得到广泛的研究。在这项工作中，通过解析计算和微磁学模拟，我们分析了纳米环的磁能沿其半径的可变各向异性。四个磁状态，包括两个新的磁配置，这里称为meron和knot-like状态，被认为是，寻找相对较低的能量状态作为各向异性的函数。相图与此状态。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall
Design of Spintronics-based Neuronal and Synaptic Devices for Spiking Neural Network Circuits
拓扑稳定的磁性skyrmion具有低得多的脱钉电流密度，这可能对记忆和神经形态计算有用。然而，基于skyrmion的器件遭受源自skyrmion霍尔效应的马格努斯力，如果驱动电流的幅度变得太大，则这可能导致不期望的skyrmion湮灭。人工神经元和突触的设计，使用合成的反铁磁耦合双层器件，它抵消了马格努斯力，在这项工作中证明。人工泄漏积分-激发神经元中的泄漏项是通过设计神经元设备的单轴各向异性分布来实现的。突触装置具有与神经元装置类似的结构，但具有恒定的单轴各向异性。突触设备还具有线性和对称的权重更新，这是人工突触的高度期望的特性。神经元和突触设备的基础上磁畴壁（DW）的运动也进行了研究和比较skyrmionic设备。我们的模拟结果表明，在DW或skyrmion为基础的设备进行这样的操作所需的能量是在几个fJ的顺序。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall
Transversal Magnetic Anisotropy in Nanoscale PdNi-Strips
我们研究亚微米铁磁PdNi薄膜带打算作为接触电极的碳纳米管为基础的自旋电子器件。测量了磁各向异性和微磁结构随温度和纵横比的变化。与形状各向异性的预期相反，在包含各种宽度的条带的阵列上的Pd0.3Ni0.7的磁滞测量指向样品平面中的易磁化轴，但横向于条带方向。在单个Pd0.3Ni0.7接触条上测量的各向异性磁阻和磁力显微镜图像证实了这一结论。
2012-12-28 cond-mat.mes-hall
Tunable giant magnetoresistance in a single-molecule junction
控制电子通过单分子结的传输对于分子电子学或自旋电子学至关重要。在磁性分子器件中，自旋自由度可用于此目的，因为磁性离子中心的磁性从根本上影响通过分子的传输。在这里，我们证明了在一个单分子器件中的电子路径可以选择两个分子轨道之间通过改变磁场，引起可调的各向异性磁阻高达93%。电子路径的独特可调性是由于过渡金属中心的磁性重定向，导致分子轨道的重新杂化。我们利用近藤效应得到了隧穿电子的路径，它表现为一个峰或一个谷线的形状。这些自旋重定向的能量变化非常低，小于1毫伏。大的可调谐各向异性磁电阻效应可用于控制分子自旋电子学中的电子输运。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall
3d-oxide molecules to tailor large magnetic anisotropy energies on MgO films
本研究针对标准第一性原理模拟无法复现MgO表面Co原子高MAE的问题，引入Hubbard-U修正和自旋轨道耦合复现该结果，还提出通过垂直构型的3d–O分子增强MAE并实现原子级精准调控。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall
Scope of Magnetic Tunnel Junction Based Molecular Electronics and Spintronics Devices
开发基于分子的逻辑和存储器件的梦想已经有70多年的历史了。目前，基于分子的设备也被考虑用于量子计算硬件。最近的研究表明，连接到金属引线的分子可以执行基于量子位的逻辑运算。这是一个有趣的问题，为什么实验进展仍然非常缓慢，即使基于分子的设备的范围可能支配下一代逻辑和存储器设备的最高可能的计算机技术的进步。分子具有成为无与伦比的器件元件的潜力，因为化学家可以批量生产具有新颖的光学、磁性和电荷传输特性的无数种分子。然而，最大的挑战是将两个金属引线连接到目标分子，并开发出一种强大而通用的器件制造技术，可用于商业规模的大规模生产。本文讨论了利用商业上成功的磁性隧道结作为开发分子电子学和分子自旋电子学器件的载体的独特优势。我们描述了使用隧道结与暴露的方面作为分子器件的测试平台。在隧道的暴露侧上，结分子通过与两个金属电极化学键合而跨绝缘体桥接;金属-绝缘体-金属层的顺序生长确保两个金属电极之间的间隔由绝缘体厚度控制到分子器件长度尺度。在这里，我们也强烈强调化学家和磁性隧道结研究人员之间的密切合作的必要性。这种伙伴关系将有很大的潜力，开发磁性隧道结为基础的分子器件的未来领域，如存储设备，磁性超材料，高灵敏度生物传感器。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Influence of Magnetic Anisotropy on the Kondo Effect and Spin-Polarized Transport through Magnetic Molecules, Adatoms and Quantum Dots
从理论上分析了单轴磁各向异性纳米系统（如耦合到局域磁矩的磁性分子、磁性吸附原子或量子点）近藤区的输运性质。特别是，自旋极化运输通过本地轨道的系统和交换耦合的传导电子系统的磁核心上的近藤效应的影响进行了讨论。应用数值重整化群方法计算了电极磁矩平行和反平行情况下的谱函数和线性电导。结果表明，磁各向异性以及电子隧穿通过导电轨道和磁芯之间的交换耦合在近藤共振的形成中起着重要的作用，一般导致其抑制。这种系统的特定输运性质也表现为隧道磁阻的非平凡行为。研究还表明，在平行和反平行磁位形下，近藤效应都可以通过外加磁场恢复。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall
Chirality-induced effective magnetic field in a phthalocyanine molecule
有机分子中的手征性在化学、生物学和自旋电子学领域引起了相当大的关注。本文报道了手性酞菁分子PbPc-DTBPh（P）-或（M）-PbPc-DTBPh）与MgO（001）组成的多层膜的垂直磁化磁滞回线。我们发现一个手性依赖的滞后回线的移位。与先前报道的偏置电流诱导的现象不同，该结果显示在体系中没有偏置电流的情况下，酞菁分子中存在手性诱导的有效磁场。这项研究为手性分子自旋电子学的发展开辟了一个新的方向。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of Magnetic Quantum Tunneling in the Single-Molecule Magnet Mn12-Acetate
利用高灵敏的纯量子隧穿低温磁测量和大横向磁场作用下的高频EPR谱，确定了单分子磁体Mn 12-acetate的磁量子隧穿对称性.组合数据集明确建立了负责低温量子动力学的横向各向异性项。MQT是由于与分子环境中的菱形畸变（自旋算符中的第二阶）相关的局部变化的二次横向各向异性引起的无序。这是叠加在第四阶横向磁各向异性一致的全球（平均）S4分子网站对称性。硬轴与这些形式的横向各向异性是不共线的，导致局部和全局对称性之间的复杂的相互作用，其后果进行了详细分析。
2005-04-11 cond-mat.mes-hall
Experimental determination of the orientation of tilted magnetic anisotropy by measuring Hall voltage
倾斜磁各向异性的取向在许多自旋电子器件中具有至关重要的意义。然而，这是非常具有挑战性的，特别是在非常小的结构，由光刻生产。在这里，我们提出了一种新的实验方法，直接和准确地测量倾斜磁各向异性的极角和方位角。利用所提出的实验方法，我们成功地确定了微结构多层薄膜中倾斜磁各向异性的面内和面外角度。理论模拟结果也证实了样品中倾斜磁各向异性的取向，证明了该方法的准确性。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetoresistance in an asymmetrically coupled single molecule junction
对磁场高度敏感的现象可用于传感器和非易失性存储器中。将这种现象缩小到单分子水平可能会使新型自旋电子器件成为可能。在这里，我们报告的磁阻在一个单分子结所产生的负微分电阻，在磁场的速度比塞曼位移两个数量级以上的变化。这种对磁场的敏感性产生了两种电压可调形式的磁阻，其可以通过施加的偏压来选择。负微分电阻是由在Cu（001）表面上的氮化铜（Cu2N）单层上的铁酞菁（FePc）分子的瞬时充电引起的，并且在对应于填充和空分子状态中的尖锐共振与Cu（001）费米能量的对准的电压下发生。非对称分压效应增强了具有磁场的负微分电阻的表观电压偏移，其固有地在塞曼能量的尺度上。这些结果说明的影响，不对称耦合到金属电极可以通过分子的运输，并强调这种耦合可以用来开发分子自旋电子应用。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall
Spin-Lasers: Spintronics Beyond Magnetoresistance
在半导体激光器中引入自旋极化载流子揭示了实现室温自旋电子学应用的另一种途径，超越了通常的磁阻效应。通过载流子复合，自旋极化载流子的角动量被转移到光子，从而导致圆偏振的发射光。这种自旋激光器的操作的直观性可以从简单的桶和谐振子模型中获得，分别阐明它们的稳态和动态响应。这些激光器扩展了自旋电子器件的功能，并超过了传统（自旋非偏振）激光器的性能，包括更快的调制频率。令人惊讶的是，这种超快操作依赖于短的载流子自旋弛豫时间和大的折射率各向异性，这两者在自旋电子学和传统激光器中都被视为有害的。自旋激光器提供了一个平台来测试自旋器件中的新概念，并提供了与自旋电子学更传统领域的进展相关的进展。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall
Dynamics of the antiferromagnetic skyrmion induced by a magnetic anisotropy gradient
反铁磁体动力学是当前凝聚态物理和自旋电子学研究的热点。然而，绝缘反铁磁体的动力学不能被电流激发，电流是通常用于操纵铁磁金属的方法。在这里，我们建议使用电压控制的磁各向异性梯度作为激励源来操纵绝缘反铁磁纹理。我们用解析和数值方法研究了由磁各向异性梯度驱动的反铁磁Skyrmion的动力学。我们的分析计算表明，这样的磁各向异性梯度可以有效地驱动反铁磁skyrmion向低磁各向异性的区域。微磁学模拟结果与我们的解析解吻合得很好。此外，还比较了反铁磁Skyrmion和铁磁Skyrmion的磁各向异性梯度感应速度。我们的结果有助于理解反铁磁skyrmion动力学，并可能为反铁磁自旋电子器件的设计开辟一条新的途径。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terphenylthiazole-based self-assembled monolayers on cobalt with high conductance photo-switching ratio for spintronics
合成了两种新的三联苯噻唑类光开关分子，并分别在金电极和铁磁钴电极上自组装成单分子膜。超高真空中导电原子力显微镜探测的电子输运性质揭示了光致闭合（c）形式的电导大于开放（o）形式的电导。我们报告了一个前所未有的电导率比高达380之间的封闭和开放的形式对钴的分子与锚定基团（硫醇）的噻唑单元的两个N原子的一侧。这个结果是合理的密度泛函理论（DFT）计算耦合到非平衡格林函数（NEGF）形式主义。这些计算表明，在封闭形式的高电导是由于三联苯噻唑分子和Co电极之间的强电子耦合，表现为在费米能的Co电极的共振透射峰与大的加宽。对于在金电极上自组装的相同分子，没有观察到这种行为。这些高电导率使这些钴基分子结有吸引力的候选人，开发和研究开关分子自旋电子器件。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Josephson effect through an anisotropic magnetic molecule
研究了具有各向异性的磁性分子的约瑟夫森效应。在隧穿机制中进行计算，发现分子上的电子自旋与分子自旋之间的交换耦合可以触发从$π$态到0态的跃迁，并研究了自旋各向异性对这种跃迁的影响.我们表明，作为外部磁场的函数的临界电流的行为可以获得有关分子的自旋各向异性的有价值的信息。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
Determination of the magnetic anisotropy axes of single-molecule magnets
提出了一种简单的方法，允许确定的单分子磁体（SMM）的晶体的磁各向异性轴。这些方法被用来确定在一个标准的Mn 12-Ac晶体的易轴倾斜的上限。在本研究中获得的值是显着小于最近的高频电子顺磁共振（HF-EPR）研究，这表明硬轴倾斜分布的报告。
2004-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane magnetic field control of anomalous Hall response enabled by magnetic anisotropy engineering
Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, CNEA–CONICET（纳米科学与技术研究所，CNEA-CONICET）；Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo–CNEA（巴尔塞罗研究所，门多萨国立大学-CNEA）；Departamento Magnetismo y Materiales Magnéticos, Gerencia de Física, Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子中心物理管理部磁学与磁性材料系）；Spintec, Université Grenoble Alpes, CNRS, CEA, Grenoble INP, IRIG-SPINTEC（自旋科学实验室，格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，格勒诺布尔理工学院）
本研究通过Tb/Co多层膜的倾斜磁各向异性实现面内磁场对反常霍尔响应的控制，提出宏自旋模型解释机制，为霍尔传感器和自旋电子器件提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Strain-assisted magnetization reversal in Co/Ni multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
由具有垂直磁各向异性的磁性薄膜与铁电基片结合而成的多功能材料代表了低功耗、快速、高密度自旋电子学的一种新途径。本文报道了在铁电PZT [Pb（Zr_xTi_1-x）O_3]基片上直接生长的饱和磁化强度和垂直各向异性可调的Co/Ni多层膜。高达+/-2 MV/m的电场使PZT膨胀0.1%，并在Co/Ni多层膜中产生至少0.02%的面内压缩。用电压改变应变可以使矫顽场降低30%以上。我们还表明，交替在平面内的拉伸和压缩应变（小于0.01%）可以用来传播磁畴壁。这种操纵高各向异性磁性薄膜的能力可以证明对于降低未来压控自旋电子器件中磁性元件的开关能量是有用的。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Controlled Magnetic Anisotropy in a Single Molecule
我们已经测量了量子输运通过一个单独的Fe $_4$单分子磁铁嵌入在一个三端设备的几何形状。在非弹性隧穿谱中观察到相邻电荷态的特征零场分裂及其磁场演化。我们表明，分子保留其磁性，而且，磁各向异性显着增强的可逆电子添加/减去控制的栅极电压。因此，单分子磁性可以通过电气方式控制。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for all-electrical spin manipulation and detection for a single molecule on boron-substituted graphene
自旋态的全电写入和读出因其在高能效自旋电子学器件中的应用前景而备受关注。在这里，我们表明，严格的第一性原理计算的基础上，自旋性质可以操纵和检测的分子spinterfaces，其中铁四苯基卟啉（FeTPP）分子沉积在硼取代的石墨烯（B-G）。值得注意的是，通过栅电极实现$S=1$和$S=3/2$状态之间的可逆自旋切换。我们可以将其起源追溯到Fe- $d_{{z}^2}$和B- $p_z$轨道之间的强杂化。结合密度泛函理论和非平衡格林函数理论，我们提出了一个实验上可行的三端体系来探测自旋态。此外，我们展示了如何在平面内的量子输运的B-G，这是非自旋极化，可以被修改的FeTPP，产生一个显着的传输自旋极化附近的费米能（$>10\%$的典型覆盖）。我们的工作为利用分子自旋界面实现全电自旋电子学器件铺平了道路。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Electric control of a $\{Fe_4\}$ single-molecule magnet in a single-electron transistor
使用第一性原理方法，我们从理论上研究了一个单独的$\{Fe_4\}$单分子磁铁（SMM）连接到金属引线的单电子晶体管的几何形状的属性。我们发现，导电引线不影响中性SMM的自旋有序性和磁各向异性。另一方面，铅对分子的带电状态的各向异性有很强的影响，这在库仑阻塞传输中被探测。此外，我们证明，外部电势，建模的栅电极，可以用来操纵系统的磁性能。对于带电分子，通过使额外电荷与更靠近磁芯的栅极电压局部化，各向异性幅度和自旋排序收敛到针对隔离的$\{Fe_4\}$ SMM发现的值。我们比较这些发现与最近的量子输运实验在三端设备的结果。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall
Rotational States of Magnetic Molecules
我们研究了一种磁性分子，它表现出自旋隧穿，并且可以绕着它的各向异性轴自由旋转。得到了分子的精确低能本征态，即自旋态和转动态的叠加。我们表明，参数$α= 2(\hbar S)^2/(IΔ)$决定的基态的分子。这里$\hbar S$是自旋，$I$是转动惯量，$Δ$是隧道分裂。分子的磁矩在$α< α_c = [1-1/(2S)^{2}]^{-1}$为零，在$α> α_c$为非零。在$α\to \infty$中，分子的自旋沿着各向异性轴定位在一个方向上。
2009-11-14 cond-mat.mes-hall
Effects of magnetic field and transverse anisotropy on full counting statistics in single-molecule magnet
我们从理论上研究了电子输运通过单分子磁体（SMM）的传输与任意角度之间的施加的磁场和SMM的易轴顺序隧穿阈值以上的完整的计数统计，因为角度$θ$不能控制在目前的SMM实验。在不存在小的横向各向异性的情况下，当SMM与入射电极的耦合强于与出射电极的耦合时，$Γ_{L}/Γ_{R}\gg1$，散粒噪声的最大峰值随着$θ$从0增加到$0.5π$而先增加然后减小。特别地，当考虑小的横向各向异性时，散粒噪声可以从亚泊松值达到超泊松值。对于$Γ_{L}/Γ_{R}\ll1$，随着$θ$从0增加到$0.5π$，散粒噪声和偏斜度的最大峰值可以从超泊松值减少到亚泊松值;偏斜度的超泊松行为对小$θ$比散粒噪声更敏感，当考虑小的横向各向异性时，散粒噪声被抑制。散粒噪声的这些特性可以定性地归因于快、慢传输通道之间的竞争。关于高阶电流累积量的$θ$依赖性的预测对于更好地理解通过SMM的电子输运是非常有趣的，并且将允许在不久的将来进行实验测试。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Metal Spintronics
铁磁金属中的自旋电子学是建立在一组互补的现象上的，其中磁结构影响输运系数，输运电流改变磁结构。在这封信中，我们提出，相应的影响发生在电路中含有反铁磁金属。在反铁磁的情况下，由于不存在形状各向异性，并且由于自旋力矩作用于反铁磁体的整个体积，因此用于切换的临界电流可以较小。我们的研究结果表明，电流诱导的序参量动力学可以用来粗化反铁磁薄膜的微结构。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Independent and coherent transitions between antiferromagnetic states of few-molecule systems
本研究通过碳纳米管场效应晶体管器件，在单分子层面实现反铁磁态间的独立与相干跃迁，为反铁磁自旋电子学提供概念验证。
2023-06-21 cond-mat.mes-hall
Fast spin precession and strong perpendicular magnetic anisotropy in ferrimagnetic Mn4N thin films improved by Pd buffer layer
本文制备并研究Pd缓冲层上的亚铁磁Mn4N薄膜，证明其可通过拉伸应力弛豫增强晶体质量与PMA，并实现室温近100 GHz自旋进动。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles study of iron-based molecule grafted on graphene
受石墨烯和单壁碳纳米管上接枝单分子磁体的实验研究的启发，我们采用\textit{ab initio}计算方法研究了石墨烯片上接枝铁基磁性分子的结构、电子和磁性.特别是，诱导的电荷转移和磁化描述的分子和石墨烯轨道之间的耦合。这种相互作用及其对石墨烯电子性质的影响的确定和讨论的潜在利用的石墨烯在自旋电子学。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
On the anisotropy barrier reduction in fast relaxing Mn12 single-molecule magnets
描述了一种新的角扫描高频EPR（HFEPR）技术，该技术能够原位对准包含低对称性磁性物质的单晶样品，例如单分子磁体（SMM）。这种基于腔的方法涉及在固定频率和场下记录光谱，同时扫描场方向。该方法适用于研究自旋S = 10 Mn 12 SMM（例如Mn 12-醋酸盐）的低对称性Jahn-Teller变体。低对称性复合物也是SMM，但具有显著降低的磁化反转势垒（Ueff ~ 43 K），因此与高对称性物质相比在低温下更快弛豫。在较低对称性结构中结晶的Mn 12络合物表现出一个或多个Mn（III）Jahn-Teller轴异常取向的趋势，这被认为是更快弛豫的原因。本文对[Mn_（12）O_（12）（O_2CCH_2But）_（16）（H_2 O）_4]·CH_2Cl_2·MeNO_2体系进行了大量的HFEPR研究，以考察反常取向的Jahn-Teller轴对有效势垒的影响。发现轴向各向异性D的减少不足以解释Ueff减少近40%。然而，Mn 12芯的降低的对称性引起非常显著的二阶横向各向异性，E ~ D/6。这反过来又导致了自旋投射态在经典势垒顶部以下的显著混合。因此，磁量子隧穿是导致快速弛豫Mn 12 SMM中势垒降低的主导因素。
2009-08-30 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Quantum Computing: Switching Mechanisms for Qubits
量子计算和量子通信是纳米结构中自旋的相干操纵所产生的新信息处理技术的显著例子。我们回顾了我们的理论建议，使用电子自旋量子限制纳米结构作为量子比特。我们提出了单和两个量子比特门机制在横向以及垂直耦合的量子点，并讨论了可能性耦合自旋量子点通过交换或超交换。此外，我们提出了一种新的驻波开关，它允许执行量子操作的量子点或自旋1/2分子放置在一个1D或2D晶格。
2000-10-26 cond-mat.mes-hall
Tunneling anisotropic magnetoresistance in single-molecule magnet junctions
我们从理论上研究了通过单分子磁体（SMM）结与铁磁和正常金属的顺序制度的领导。由速率方程得到的电流产生隧穿各向异性磁电阻（TAMR），其大小随铁磁引线的磁化方向与SMM的易磁化轴之间的夹角而变化。TAMR的角度依赖性可以作为实验确定SMM易轴的探针。此外，我们还发现TAMR的大小和符号都可以通过偏压来调节，这表明TAMR是一种很有前途的自旋电子学分子器件。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Electron-vibron coupling effects on electron transport via a single-molecule magnet
我们研究了电子-振子耦合如何影响电子输运通过各向异性磁性分子，如单分子磁体（SMM）Fe $_4$，通过使用一个模型哈密顿量与参数值从密度泛函理论（DFT）。用DFT计算了Fe $_4$的磁各向异性参数、振动能和电子-振子耦合强度。采用巨自旋模型对只有两个电荷态的Fe $_4$进行了计算，即中性态的总自旋为$S=5$，单电荷态的总自旋为$S=9/2$，这与我们的DFT结果和Fe $_4$单分子晶体管的实验结果一致.在顺序电子隧穿中，我们发现磁各向异性引起的振动激发所产生的电导峰的新功能。特别是，峰高显示出强烈的，不寻常的依赖于方向以及施加的B场的大小。磁各向异性还引入了振动卫星峰，其位置和高度随所施加的B场的方向和大小而改变。此外，当具有相当大的电子-振子耦合的多个振动模式具有彼此接近的能量时，低偏置电流被抑制，与栅极电压和施加的B场无关，尽管对于具有类似的电子-振子耦合的单个模式不是这种情况。在前一种情况下，电导峰揭示了比后一种情况下更强的B场依赖性。新的功能出现，因为磁各向异性势垒是相同的数量级的振动模式的能量与显着的电子-振子耦合。我们的研究结果清楚地显示了有趣的磁各向异性和电子-振动子耦合之间的相互作用，通过Fe $_4$的电子输运。在通过其他各向异性磁性分子的输运中可以观察到类似的行为。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall
The effect of uniaxial pressure on the magnetic anisotropy of the Mn_{12}-Ac single-molecule magnet
研究了单轴压力对单分子磁体Mn_{12} -Ac磁滞回线的影响。我们发现，沿易磁化轴的压力的应用程序增加的领域，在量子隧穿磁化发生。这些观测结果归因于分子的磁各向异性常数D增加了0.142（1）%/kbar。D的增加产生磁化反转的有效能垒的小的但可测量的增加。密度泛函理论计算还预测势垒随施加的压力而增加。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and spintronic anisotropy induced by spin excitations along molecular spin chains
电子操纵纳米物体（如原子或分子）的量子特性通常使用扫描隧道显微镜和横向结来完成。在这些模型装置中很好地建立了所得的纳米传输路径。社会应用需要将这些知识转移到嵌入垂直固态结中的纳米物体上，由于铁磁电极和高质量的界面，这可以有利地利用自旋电子学来解决这些量子特性。这里的挑战是确定设备的有效的，掩埋的纳米传输路径，并通过将设备面积从宏观缩小到纳米尺度，同时保持异质结构的高结构/化学质量，从而使这些纳米物体在该路径中电学地参与。我们开发了一种低技术，抗蚀剂和无溶剂的技术工艺，可以从整个原位生长的异质结构中制作纳米柱器件，并使用它来研究两个Fe和Co铁磁电极之间的磁输运穿过功能磁性CoPc分子层。我们观察到如何跨CoPc分子自旋链自旋翻转运输促进特定的磁阻效应，并通过自旋电子各向异性改变纳米结的磁性。在这个过程中，我们确定了三个磁性单元沿有效的纳米输运路径由于磁输运的宏观自旋模型。我们的工作优雅地连接到目前为止松散相关的概念自旋翻转光谱，磁交换偏置和磁输运由于分子自旋链，在一个固态设备。我们特别测量了Fe层的掩埋原子和与CoPc层接触形成所谓的“自旋界面”的那些原子之间的磁去耦的5.9meV能量阈值。这提供了第一次深入了解这个有前途的低功耗信息编码单元的实验能量学。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Precision ESR Measurements of Transverse Anisotropy in the Single-molecule Magnet Ni$_4$
我们提出了一种使用电子自旋共振精确测量单分子磁体中的隧道分裂的方法，并使用这些测量来精确和独立地确定潜在的横向各向异性参数，给定一定类别的过渡。通过稀释样品的SMM镍$_4$通过共结晶在抗磁性同构类似物，我们得到明显窄的共振峰比在未稀释的样品中观察到的。使用自定义的环隙谐振器，我们测量在几个频率的过渡，允许隧道分裂的精确测定。由于所研究的转变发生在零场，并且是由于横向各向异性的一阶扰动而产生的，因此我们可以独立于任何其他汉密尔顿参数来确定该各向异性的大小。该方法也适用于其它由一阶横向各向异性扰动引起的隧道劈裂结构。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse anisotropy effects on spin-resolved transport through large-spin molecules
从理论上研究了横磁各向异性强耦合大自旋分子与铁磁导线的输运性质。用数值重整化群方法计算了相应的谱函数、线性响应电导和隧道磁电阻。研究了输运特性与轨道能级位置、单轴各向异性和横向各向异性、外加磁场和温度的关系。结果表明，单轴磁各向异性导致近藤效应的抑制，而有限的横向各向异性可以恢复近藤共振。近藤峰的恢复效应强烈依赖于器件的磁结构，并导致隧道磁电阻的非平凡行为。我们表明，温度依赖性的电导在恢复的近藤效应发生的点是普遍的，并显示了通常的自旋半近藤效应的典型的缩放。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of high-symmetry tetramer single molecule magnets
本文提出了单分子磁体的微观理论。从我们精确的单离子自旋矩阵元素为四个任意的自旋，我们研究的单离子各向异性的平等自旋表现出$T_d$，$D_{2d}$，或$C_{4v}$分子群对称性。每一组产生依赖于位置的单离子各向异性。对于弱各向异性，精确的Hartree表达式的磁化强度，比热，电子顺磁共振（EPR）吸收，和非弹性中子散射截面。对于$D_{2d}$，方位角单离子各向异性导致观察到的Ni $_4$ EPR分裂。
2006-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical transport properties of atomically thin WSe2 using perpendicular magnetic anisotropy metal contacts
本研究报道了单层WSe2场效应晶体管与垂直磁各向异性Co/Pt铁磁电极的电输运性质，通过I-V测量估算出较小的肖特基势垒高度，为自旋电子学和谷电子学应用提供了新见解。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
