Article Dans Une Revue Nano Futures Année : 2025

Molecule on tip as a quantum sensor

Soo-Hyon Phark
Bent Weber
Yasuo Yoshida
Patrick Forrester
Robertus Elbertse
Joseph Stroscio
  • Fonction : Auteur
Hao Wang
  • Fonction : Auteur
Kai Yang
Leo Gross
  • Fonction : Auteur
Shantanu Mishra
Fabian Paschke
  • Fonction : Auteur
Katharina Kaiser
Shadi Fatayer
  • Fonction : Auteur
Jascha Repp
Harry Anderson
  • Fonction : Auteur
Diego Peña
Florian Albrecht
Franz Giessibl
Roman Fasel
  • Fonction : Auteur
Joaquín Fernández-Rossier
  • Fonction : Auteur
Shigeki Kawai
Berthold Jäck
Haonan Huang
Joachim Ankerhold
Christian Ast
Martina Trahms
  • Fonction : Auteur
Clemens Winkelmann
Katharina Franke
Martina Soldini
  • Fonction : Auteur
Glenn Wagner
  • Fonction : Auteur
Titus Neupert
Felix Küster
  • Fonction : Auteur
Souvik Das
  • Fonction : Auteur
Stuart Parkin
  • Fonction : Auteur
Paolo Sessi
  • Fonction : Auteur
Zhenyu Wang
Vidya Madhavan
  • Fonction : Auteur
Rupert Huber
Gagandeep Singh
Fabio Donati
Stefano Rusponi
  • Fonction : Auteur
Harald Brune
  • Fonction : Auteur
Eufemio Moreno-Pineda
  • Fonction : Auteur
Mario Ruben
Wolfgang Wernsdorfer
  • Fonction : Auteur
Wantong Huang
Kwan Ho Au-Yeung
Philip Willke
Andreas Heinrich
  • Fonction : Auteur
Susanne Baumann
Sebastian Loth
Lukas Veldman
Sander Otte
  • Fonction : Auteur
Christoph Wolf
Lisanne Sellies
Steven Schofield
Michael Flatté
Joris Keizer
Michelle Simmons

Résumé

Abstract Matter at the atomic-scale is inherently governed by the laws of quantum mechanics. This makes charges and spins confined to individual atoms—and interactions among them—an invaluable resource for fundamental research and quantum technologies alike. However, harnessing the inherent ‘quantumness’ of atomic-scale objects requires that they can be precisely engineered and addressed at the individual atomic level. Since its invention in the 1980s, scanning tunnelling microscopy (STM) has repeatedly demonstrated the unrivalled ability to not only resolve but manipulate matter at atomic length scales. Over the past decades, this has enabled the design and investigation of bottom-up tailored nanostructures as reliable and reproducible platforms to study designer quantum physics and chemistry, band topology, and collective phenomena. The vast range of STM-based techniques and modes of operation, as well as their combination with electromagnetic fields from the infrared to microwave spectral range, has even allowed for the precise control of individual charge and spin degrees of freedom. This roadmap reviews the most recent developments in the field of atomically-engineered quantum platforms and explores their potential in future fundamental research and quantum technologies.

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hal-04785748 , version 1 (15-11-2024)

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Citer

Soo-Hyon Phark, Bent Weber, Yasuo Yoshida, Patrick Forrester, Robertus Elbertse, et al.. Molecule on tip as a quantum sensor. Nano Futures, 2025, pp.032001. ⟨10.1088/2399-1984/ade6b7⟩. ⟨hal-04785748⟩
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