朗德g因子原子尺度空间分辨首次实现

2015年04月16日    来源：中国科学报

记者近日从中科院物理研究所获悉，该所研究员、中科院院士高鸿钧课题组与国外科学家合作，设计出一种“功能分子”，并使其在原子尺度上首次呈现出朗德g因子的空间不均匀性。该研究为探索单分子内部的自旋相关特性提供了新途径。研究成果已于近日作为封面论文发表于《物理评论快报》。

理解与调控纳米量子结构的自旋特性是自旋电子学领域前沿研究课题。如原子的朗德g因子反映了原子所在空间环境的局域精细自旋相互作用，可以为分子自旋态的调控及其在未来自旋器件中的应用提供重要信息。

通常的技术手段测得的g因子是大量分子的平均信息，无法得到单分子内部的在单原子尺度上g因子的空间依赖关系，限制了对单分子磁性等基本物理量的深入理解及其进一步应用。因此，国际上该领域长期存在两大挑战性难题：第一，g因子是否存在空间分布的不均匀性？    第二，若存在，如何直接在单原子尺度上测量和描述g因子的空间分布？

一直以来，在对磁性量子体系的研究中，测得的g因子都是在空间上均匀分布的。为了创造g因子在空间分布不均匀的体系，高鸿钧团队在过去十多年里开展了系统研究和探索。近期，该课题组博士刘立巍、杨锴等人在MnPc分子上通过STM进行原子“手术”，设计出一种“功能分子”，随后利用扩展的近藤效应实验，在单原子尺度上实现了g因子的空间分辨。

实验表明，g因子的分布是不均匀的，表明了不同分子轨道的自旋轨道耦合作用是不同的。（鲁捷）