zui近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室馬旭村領導的研究小組，與(yu) 清華大學物理係薛其坤、陳曦和賈金鋒的研究團隊合作，利用掃描隧道顯微鏡的自旋翻轉非彈性隧穿譜技術，在上直接探測到了分子磁體(ti) 的自旋態構型和超交換作用的路徑。研究的相關(guan) 成果刊登在11月7日的Phys.Rev.Lett.101，197208（2008）上。其理論部分與(yu) 清華物理係段文暉教授合作完成。

    馬旭村及其合作者在原子級平整的鉛膜表麵上生長出CoPc分子單晶多層薄膜樣品。自旋翻轉非彈性隧穿譜結果表明不同層間的CoPc分子形成了一維反鐵磁鏈結構，而每一層的CoPc分子的自旋激發態能量和交換耦合強度可以從(cong) 微分電導譜中直接測定，與(yu) Heisenberg模型計算得到的結果一致。更為(wei) 重要的是，分子的兩(liang) 維隧道譜圖像能夠直接反映出不同層分子自旋間超交換作用的路徑和具體(ti) 的分子軌道。該工作提供了一種探測單原子/分子自旋態、分子磁體(ti) 自旋態構型和超交換作用的靈敏方法，為(wei) 研究有機分子的磁性和基於(yu) 分子磁體(ti) 的自旋電子學開辟了一個(ge) 全新的途徑。

    此項工作得到了國家自然科學基金委、國家科技部“973”項目和中科院的資助。

    分子磁性材料具有豐(feng) 富的有機化學結構，雖然在自旋電子學和量子信息技術等領域具有重要的應用前景，但同時也存在著一些研究困難。一方麵，磁性分子的軌道構型與(yu) 所呈現的自旋結構之間存在非常複雜的關(guan) 係。另一方麵，分子磁體(ti) 中的磁關(guan) 聯往往是通過其配位基傳(chuan) 遞的自旋間超交換相互作用來實現的。由於(yu) 缺乏對自旋靈敏的實空間成像技術，目前人們(men) 對超交換作用的研究主要依賴於(yu) 模型計算。