摘要:电子或核自旋,例如金刚石中的无机“氮空位”中心和硅中的其他缺陷,代表了一种很有前途的量子比特(量子位),可用于量子信息处理、数据存储以及量子传感。然而,实现大量自旋作为量子比特的可扩展和空间定义的组织仍然具有挑战性。因此,开发新材料和新技术来调节自旋-自旋距离和相互作用对于保持量子相干性和实现自旋量子比特之间的相干信息交换起着重要作用。本文,我们报告称,可以通过嵌段共聚物自组装策略实现有机自由基作为电子自旋的空间定义组织。我们证明了有机发光自由基自旋的量子相干性和自旋晶格弛豫可以通过使用一个定义明确的星形嵌段共聚物库来轻松调节,该嵌段共聚物的中心含有一个共同的三[4-(对-苄基)-2,6-二氯苯基]甲基自由基核心,通过可控的开环聚合从中接枝二嵌段聚酯。对两种聚酯嵌段的不兼容性和体积比进行微调不仅可以产生一系列自组装模式(即球体、圆柱体、薄片和螺旋体),自旋在纳米尺度上发生相分离,而且可以调节自旋晶格弛豫动力学和自旋相干寿命,这些寿命在很大程度上取决于作为分子自旋的有机自由基周围的聚合物基质的长度和刚度。这种嵌段共聚物自组装策略可能提供一种普遍适用的方法,将分子自旋作为有前途的量子位集成和组织到可扩展的架构和功能设备中,以实现量子信息处理、量子计算和自旋电子学中的前沿应用。
主要关键词