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Trends in the hyperfine interactions of magnetic adatoms on thin insulating layers

npj Computational Materials 2021年第1期7卷 787-796页

作者： Sufyan Shehada Manuel dos Santos Dias Filipe Souza Mendes Guimarães muayad abusaa Samir Lounis Peter Grünberg Institut and Institute for Advanced Simulation Forschungszentrum Jülich&JARAJülichGermany Department of Physics RWTH Aachen UniversityAachenGermany Jülich Supercomputing Center Forschungszentrum Jülich&JARAJülichGermany Department of Physics Arab American UniversityJeninPalestine Faculty of Physics University of Duisburg-Essen&CENIDEDuisburgGermany

Nuclear spins are among the potential candidates prospected for quantum information technology.A recent breakthrough enabled to atomically resolve their interaction with the electron spin,the so-called hyperfine interaction,within individual atoms utilizing scanning tunneling microscopy(STM).Intriguingly,this was only realized for a few species put on a two-layers thick ***,we systematically quantify from first-principles the hyperfine interactions of the whole series of 3d transition adatoms deposited on various thicknesses of MgO,NaF,NaCl,h–BN,and Cu2N *** identify the adatom-substrate complexes with the largest hyperfine interactions and unveil the main trends and *** reveal the core mechanisms at play,such as the interplay of the local bonding geometry and the chemical nature of the thin films,which trigger transitions between high-and low-spin states accompanied with subtle internal rearrangements of the magnetic *** providing a general map of hyperfine interactions,our work has immediate implications in future STM investigations aiming at detecting and realizing quantum concepts hinging on nuclear spins.

关键词： quantum utilizing breakthrough

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