近日，凝聚态物理旗舰期刊Physical Review B（Phys.Rev.B）在线发表了我院微纳结构与量子器件团队题为“Multistage magnetic moment screenings in a side-coupled quadruple orbital metal-organic molecular device”的研究成果。团队2023级硕士研究生万朕年、彭坦老师为论文共同第一作者，熊永臣教授为通讯作者，巩冠斐、李新克、荆涛、杨伯平等4位老师及研究生黎子闻参与了该项研究。量子信息与精密光学十堰市重点实验室、数理与光电工程学院为第一通讯单位。

四杂质Anderson模型为实现量子信息和量子计算所需的可扩展量子处理器提供了有力的工具。有着优异的量子输运特性。但长期以来，学术界关于四杂质Anderson模型中的多级磁矩屏蔽研究很少。团队基于四苯基卟啉镍（Ni-TPP）分子异构体，构建了四杂质Anderson模型，通过改变在位库伦排斥势U和点间跳跃积分t，系统出现了多阶磁矩屏蔽的现象。

分子电子学是满足电子元件小型化日益增长需求的一个有前景的研究方向。在这一领域，分子功能中心与其环境之间的相互作用在分子器件的设计和分子/原子层面的结构-性能关系的理解中都起着至关重要的作用。在该项研究中，受一种四苯基卟啉镍（Ni-TPP）分子异构体的启发，团队利用侧耦合四杂质Anderson模型研究了这种结构的动力学和热力学特性。研究表明，通过调节中心-配体跳跃积分，系统的磁矩会经历两个阶段的屏蔽，这分别伴随着输运性质中Kondo共振峰的上升和下降。然而，这种行为很难被认为是两阶Kondo效应，因为第二个过程并非由于电极对侧面自旋的屏蔽，而是被中心轨道电子自旋完全屏蔽。此外，如果调节配体轨道中的在位库仑排斥势，磁矩会经历三个阶段的屏蔽。团队注意到，第一和第三阶段的屏蔽分别伴随着线性电导中Kondo效应的出现和消失，而第二阶段的屏蔽对量子输运没有影响。这些特性显然不同于一些先前研究中报道的典型三阶段Kondo效应。为实现上述结果，团队采用了数值重整化群（NRG）方法，结合数值模拟和解析论证进行研究。相关研究结果有望为高性能分子器件及半导体隧穿器件的设计提供理论指导。