Karan, Sujoy und Huang, Haonan und Ivanovic, Alexander und Padurariu, Ciprian und Kubala, Björn Heiko und Kern, Klaus und Ankerhold, Joachim und Ast, Christian R. (2024) Tracking a spin-polarized superconducting bound state across a quantum phase transition. Nature Communications (15), Seite 459. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-024-44708-2. ISSN 2041-1723.
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41467-024-44708-2
Kurzfassung
The magnetic exchange coupling between magnetic impurities and a superconductor induce so-called Yu-Shiba-Rusinov (YSR) states which undergo a quantum phase transition (QPT) upon increasing the exchange interaction beyond a critical value. While the evolution through the QPT is readily observable, in particular if the YSR state features an electron-hole asymmetry, the concomitant change in the ground state is more difficult to identify. We use ultralow temperature scanning tunneling microscopy to demonstrate how the change in the YSR ground state across the QPT can be directly observed for a spin-1/2 impurity in a magnetic field. The excitation spectrum changes from featuring two peaks in the doublet (free spin) state to four peaks in the singlet (screened spin) ground state. We also identify a transition regime, where the YSR excitation energy is smaller than the Zeeman energy. We thus demonstrate a straightforward way for unambiguously identifying the ground state of a spin-1/2 YSR state.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/202230/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Tracking a spin-polarized superconducting bound state across a quantum phase transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 11 Januar 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Nature Communications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41467-024-44708-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 459 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | superconducting Scanning tunneling microscopy, magnetic impurities, qubits, quantum phase transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Quantencomputing-Hardwarekonzepte | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Kubala, Björn Heiko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 20 Jan 2024 23:08 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 20 Jan 2024 23:08 |
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