华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
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中心ESR团队在分子基量子比特研究上取得进展

发布日期:2020-05-28    作者:     来源:     点击:

(通讯员 尹磊)近期,Cell子刊《iScience》正式刊发了题为“Controlling Electron Spin Decoherence in Nd-based Complexes via Symmetry Selection”的论文。该成果由国家脉冲强磁场科学中心ESR团队与美国国家强磁场实验室Johan van Tol研究员、南京大学宋友教授、南京师范大学张义权教授合作完成,我校为论文第一完成单位,王振兴副教授、Johan van Tol研究员、宋友教授和张义权教授为论文共同通讯作者,中心研究生尹磊为论文共同第一作者,欧阳钟文教授和夏正才教授参与了相关研究工作。

单分子磁体在高密度存储、量子计算、磁制冷、分子自旋电子学等领域具有广泛的应用前景。其中,单分子磁体的自旋弛豫时间是其在量子计算应用中的一个关键指标。前期研究已发现自旋中心的局部对称性是自旋-晶格弛豫(T1)的重要原因,但是局部对称性对自旋-自旋弛豫(T2)的影响还不清楚。

该研究中,ESR团队与合作者们合成了两个结构极度类似的9配位Nd配合物(只是对称性稍有不同,C1 vs C4),并运用晶体学、磁测量学、脉冲强磁场电子顺磁共振和CASPT2计算等多项研究方法与手段,对两个化合物进行了详细研究。研究发现,声子瓶颈效应是主要的自旋弛豫机制,而且高对称性更有利于抑制自旋-自旋弛豫过程。该项研究为单分子磁体自旋寿命的提升提供了一种新的思路。

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强磁场ESR谱图和自旋退相干时间

该项工作得到了国家重点基础研究发展规划项目和国家自然科学基金的支持。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.100926