Control of single-spin magnetic anisotropy by exchange coupling

Jenny C. Oberg, M. Reyes Calvo, Fernando Delgado, María Moro-Lagares, David Serrate, David Jacob, Joaquín Fernández-Rossier & Cyrus F. Hirjibehedin

Nature Nanotechnology(2013)

doi:10.1038/nnano.2013.264
Received 21 May 2013. Accepted 08 November 2013. Published online 08 December 2013

 

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2013.264.html

 

The properties of quantum systems interacting with their environment, commonly called open quantum systems, can be affected strongly by this interaction. Although this can lead to unwanted consequences, such as causing decoherence in qubits used for quantum computation1, it can also be exploited as a probe of the environment. For example, magnetic resonance imaging is based on the dependence of the spin relaxation times of protons2 in water molecules in a host’s tissue3. Here we show that the excitation energy of a single spin, which is determined by magnetocrystalline anisotropy and controls its stability and suitability for use in magnetic data-storage devices4, can be modified by varying the exchange coupling of the spin to a nearby conductive electrode. Using scanning tunnelling microscopy and spectroscopy, we observe variations up to a factor of two of the spin excitation energies of individual atoms as the strength of the spin’s coupling to the surrounding electronic bath changes. These observations, combined with calculations, show that exchange coupling can strongly modify the magnetic anisotropy. This system is thus one of the few open quantum systems in which the energy levels, and not just the excited-state lifetimes, can be renormalized controllably. Furthermore, we demonstrate that the magnetocrystalline anisotropy, a property normally determined by the local structure around a spin, can be tuned electronically. These effects may play a significant role in the development of spintronic devices5 in which an individual magnetic atom or molecule is coupled to conducting leads.

PIN3-HECTOR – Oferta PI N3 para proyecto HECTOR

OFERTA DE CONTRATO PARA EL PROYECTO HECTOR: “MICROWAVE-ASSISTED MICRO-REACTORS: DEVELOPMENT OF A HIGHLY EFFICIENT GAS PHASE CONTACTOR WITH DIRECT CATALYST HEATING\».

Oferta completa

Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medioambiente, Instituto de Nanociencia de Aragón, Universidad de Zaragoza.
Duración: 12 meses (contrato prorrogable). Categoría: Personal Investigador, Nivel 3. Salario: 14.662’97 € brutos/año.
Requisitos: Los requisitos que deben reunir los interesados y la documentación que deben presentar figuran en la convocatoria del 17/10/2013 (véase abajo el enlace).
Perfil: Licenciado / Graduado en Ciencias Químicas o Ingeniero Químico, con Máster universitario oficial y con experiencia de trabajo en laboratorio, conocimiento de uso de bases bibliográficas (ISI web of knowledge, Sciencedirect, etc.) manejo de ofimática, nivel medio de inglés. Tareas para realizar: Síntesis y caracterización de materiales; puesta a punto del sistema experimental para evaluación de actividad catalítica; ensayos de actividad catalítica; elaboración de informes y discusión de resultados.Se ofrece la posibilidad de realización de tesis.
Requisitos de los candidatos y documentación que deben aportar, según la convocatoria oficial:

http://www.unizar.es/gobierno/gerente/vg_investigacion/Pruebaconcursos.htm
Resolución de 16 de octubre de 2013, de la Universidad de Zaragoza, por la que se convoca por procedimiento de urgencia concurso público para la contratación de un Investigador Iniciado (categoría N3) mediante contrato de trabajo de carácter temporal, en el proyecto \»Microwave-assisted Microreactors: Development of a highly efficient gas phase contactor with direct catalyst heating – HECTOR\», con destino en I.U.I. en Nanociencia de Aragón. Proyecto financiado por la Unión Europea. PUI/2013-102.
Plazo de presentación de solicitudes: Del 18/10/2013 hasta el 23/10/2013.