我实现单个自由基量子自旋转换调控
北京大学化学与分子工程学院郭雪峰教授课题组与相关团队合作,实现以石墨烯基单分子器件平台为载体,单个调控对给体-受体结构的自由自旋转换双自由基分子的开壳特性进行了精准实时检测与调控,并揭示了温度、基量电场及磁场三种外界因素如何影响双自由基自旋态的实现转换机制,在未来量子通信和计算等方面具有巨大的单个调控应用前景。相关研究成果日前以《单分子自由基中量子自旋转换的自由自旋转换调控》为题发表于《自然·纳米技术》。
当今,基量信息技术发展迅猛,实现电子自旋的单个调控内在属性在逻辑运算、数据存储与信息读取等方面的自由自旋转换作用愈发凸显。随着实验技术的基量持续进步,电子自旋的实现研究正由宏观层面逐步深入到纳米尺度甚至单自旋水平,为自旋相关应用开辟了宽广道路。单个调控但在探测与调控单自旋领域,自由自旋转换世界各国的科学家们仍面临重大挑战。
本次研究中,团队基于分子工程学原理,利用共价键将给体-受体结构的双自由基分子锚定在石墨烯纳米电极上,成功构筑了单分子自由基器件,并实现了在低温环境下稳定的单电子传输性能。
随后,团队根据自由基分子在不同温度下的磁学测试,拟合了单线态-三线态能隙,并通过实时电流测试观察到三种不同的电导状态及其相互转换关系,进而对这些状态进行了详细分类与解析。活化能拟合结果表明,温度的升高将有利于促进从闭壳结构向开壳结构的转换,特别是向开壳三线态的转换。
在电场效应研究中,团队通过施加偏压,成功利用电场降低单线态-三线态转换的能垒,促进闭壳单线态向开壳三线态转换。而单分子自由基器件在磁场调控方面的作用同样显著。在低温情况下,单分子自由基器件表现出明显的正磁阻效应,且磁场的增强促进了闭壳结构向开壳三线态转换,但同时抑制了向开壳单线态的转换。
郭雪峰表示,该研究证明了单分子电学方法在直接检测与调控自由基分子自旋态的重要作用。如能进一步实现常温环境稳定量子自旋态,这项研究成果将为开发基于分子自旋的量子信息系统提供重要的芯片技术支持,推动电子信息技术向更深层次发展。
相关文章
- 作者:樊曦 齐中熙 来源: 中国科学报 发布时间:2019/7/12 7:22:562024-05-09
台灣民主實驗室公布「中國影響力指數」:台灣社會、媒體受中國滲透世界排名第一
中央社)台灣民主實驗室24日公布「中國影響力指數」指出,台灣在社會與媒體兩項領域中,被中國影響的程度在全球排名第1;美國在學術領域上為全球受中國影響的第1名。建議台美考慮共同建立「反混合戰中心」應對中2024-05-09微軟發表Microsoft 365 Copilot,「AI副駕駛」讓你專注於真正重要的20%工作
文:李柏鋒微軟今天在The Future of Work: Reinventing Productivity with AI發表會上,正式介紹Microsoft 365 Copilot,也就是在使用微2024-05-09美國演員藍斯.瑞迪克逝世享壽60歲,《捍衛任務》飯店經理角色成絕響
綜合外媒報導,曾參與許多影集、電影演出的美國知名演員藍斯・瑞迪克Lance Reddick)傳出逝世消息,享壽60歲。根據藍斯・瑞迪克的公關米婭・漢森Mia Hansen)發布的聲明,藍斯・瑞迪克是在2024-05-09- 雅安素有“水电王国”之称誉,全市共有大小电站近740座。汛期,开闸泄洪是确保电站及下游人身财产安全的一项重要举措。那么电站在泄洪前需做哪些预警措施,迎接主汛期他们又做了哪些防汛工作。近日,记者走进荥经2024-05-09
《怦然心動的人生整理魔法》(上):近藤麻理惠沒有放棄整理,而是找到更怦然心動的事物
文:李炯德臨床心理師)春節的尾聲,席捲各大社交平台的消息,大概就是日本整理女王近藤麻理惠也放棄整理的新聞,讓很多地方媽媽都直呼療癒。根據《華盛頓郵報》報導,風靡全球的收納女王、以「怦然心動整理術」從日2024-05-09
最新评论