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Indirect Spin-Readout of Rare-Earth-Based Single-Molecule Magnet with Scanning Tunneling Microscopy

Frauhammer, Timo 1; Chen, Hongyan 1; Balashov, Timofey; Derenbach, Gabriel 2; Klyatskaya, Svetlana 3; Moreno-Pineda, Eufemio; Ruben, Mario 2,3; Wulfhekel, Wulf 2
1 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

Rare-earth based single-molecule magnets are promising candidates for magnetic information storage including qubits as their large magnetic moments are carried by localized 4f electrons. This shielding from the environment in turn hampers a direct electronic access to the magnetic moment. Here, we present the indirect readout of the Dy moment in Bis(phthalocyaninato)dysprosium (DyPc2) molecules on Au(111) using milli-Kelvin scanning tunneling microscopy. Because of an unpaired electron on the exposed Pc ligand, the molecules show a Kondo resonance that is, however, split by the ferromagnetic exchange interaction between the unpaired electron and the Dy angular momentum. Using spin-polarized scanning tunneling spectroscopy, we read out the Dy magnetic moment as a function of the applied magnetic field, exploiting the spin polarization of the exchange-split Kondo state.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000138001
Veröffentlicht am 31.10.2022
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.123201
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 09.2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0031-9007, 1079-7114
KITopen-ID: 1000138001
HGF-Programm 47.11.02 (POF IV, LK 01) Emergent Quantum Phenomena
Erschienen in Physical review letters
Verlag American Physical Society (APS)
Band 127
Heft 12
Seiten Article no: 123201
Vorab online veröffentlicht am 13.09.2021
Nachgewiesen in Web of Science
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