在原子尺度上探测单电子和核自旋的微弱磁场是物理学中的一个长期挑战。虽然目前的量子传感器实现了单电子自旋灵敏度，但现有技术仍然难以实现原子空间分辨率。近日，韩国基础科学研究院Yujeong Bae、Andreas J. Heinrich、彼得·格林贝格尔研究所Taner Esat通过将铁原子和PTCDA（3,4,9,10-苝四羧二酸酐）分子附着到扫描隧道显微镜金属尖端的顶点，在尖端制造了一个单分子量子传感器。

本文要点：

1) 作者通过电子自旋共振来解决分子自旋问题，并实现了~100 neV的能量分辨率。在原理验证实验中，作者以亚埃的空间分辨率测量了Ag（111）表面上单个Fe原子和Ag二聚体发出的磁偶极场和电偶极场。

2) 该方法能够在导电表面上进行电场和磁场的原子尺度量子传感实验，并且能够在自旋标记的生物分子和量子材料中实现自旋纹理的传感应用。

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Taner Esat et.al A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields Nature Nanotechnology 2024

DOI: 10.1038/s41565-024-01724-z

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01724-z