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Magnetische Chromatome auf einem Supraleiter

Links: Chrom hat mit insgesamt sechs Spin-ungepaarten Elektronen in den äußeren 4s- und 3d- Orbitalen eine besondere Elektronenkonfiguration. Der Spin ist in der Abbildung als Pfeil dargestellt. Durch die ungepaarten Spins entsteht ein permanentes magnetisches Moment, das Chromatome magnetisch macht.

Rechts: Ein Chromatom (orange) auf einer Niob-Oberfläche (grau) führt durch die Wechselwirkung der Spins dazu, dass lokal die supraleitenden Cooper-Paare (blau) aufgebrochen werden. An dieser Stelle bilden sich diskrete Zustände aus, hier durch eine Wellenfunktion dargestellt. Wenn mit der Spitze des Rastertunnelmikroskops ein zweites Chromatom nahe an ein anderes gebracht wird, kommt es zunächst zur Wechselwirkung (rechts, Mitte) und dann zur Hybridisierung (rechts, unten) dieser Zustände.

© links: Küster F.; rechts: Küster, F. et al. Long range and highly tunable interaction between local spins coupled to a superconducting condensate. Nat Commun 12, 6722 (2021) // CC BY 4.0

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