单原子存储是一个早年的梦想。1959年，费曼预见了通过操控单个原子/分子来改变物质实现功能。单原子磁性切换是实现计算机数据存储密度进一步提升的关键，其在扫描隧道显微镜下利用磁性原子的自旋双稳性在原理上得以实现。然而，量子磁隧穿效应的存在以及原子级尺度下的弱自旋-轨道作用，将它应用于固态晶体管，尤其通过电场操纵单原子磁性在物理机制和技术实践上拥有双重的挑战性。

    课题组与南京大学宋风麒教授+张敏昊研究员团队、华中科技大学卢兴教授团队开展合作，在金属富勒烯Dy@C84基单分子晶体管中实现了电控塞曼效应。由此产生的磁阻在谐振隧道点处从 600% 显着增加到 1100%。密度泛函理论计算进一步证实了单原子磁性非易失性开关的实现，而开关稳定性源于原子弛豫过程中所需的92 meV能垒。本项研究成果将推进金属富勒烯在单原子磁性数据存储、单分子开关等单分子器件领域的实际应用。

  上述研究成果“Electrically controlled nonvolatile switching of single-atom magnetism in a Dy@C₈₄ single-molecule transistor”为题发表于国际综合类学术期刊《Nature Commnucations》。南京大学研究生王枫、华中科技大学沈王强博士、本课题组研究生水源为该论文共同第一作者，宋风麒教授、张敏昊研究员、卢兴教授和杨涛研究员为该论文共同通讯作者，西安交通大学物理学院和教育部物质非平衡合成与调控重点实验室为该论文第三作者单位。

    值得说明的是，宋风麒教授和卢兴教授分别为物理学院高端学术论坛--泓理论坛--第四期和第六期主讲嘉宾，特别感谢学院各位领导与老师在推进学术合作方面给予的重要支持与帮助。

    论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46854-z