Et Franco-German-forskerteam, inklusive medlemmer fra University of Freiburg, viser, at supramolekylær kemi muliggør effektiv spin-kommunikation gennem hydrogenbindinger. Arbejdet offentliggøres i tidsskriftet Naturkemi.
QUBITS er de grundlæggende byggesten til informationsbehandling i kvanteteknologi. Et vigtigt forskningsspørgsmål er, hvilket materiale de faktisk vil bestå af tekniske applikationer. Molekylære spin -qubits betragtes som lovende qubit -kandidater til molekylær spintronics, især til kvanteføling. De her undersøgte materialer kan stimuleres af lys; Dette skaber et andet spincenter og derefter en lysinduceret kvartettilstand.
Indtil nu har forskning antaget, at samspillet mellem to spincentre kun kan være stærk nok til vellykket kvartetdannelse, hvis centrene er kovalent forbundet. På grund af den høje indsats, der kræves for at syntetisere kovalent bundne netværk af sådanne systemer, er deres anvendelse i applikationsrelaterede udviklinger inden for kvanteteknologi meget begrænset.
Forskere ved Institute of Physical Chemistry ved University of Freiburg og Institut Charles Sadron ved University of Strasbourg har nu været i stand til at vise for første gang, at ikke-kovalente obligationer kan give mulighed for effektiv spin-kommunikation. For at gøre dette brugte forskerne et modelsystem bestående af en perylenediimidchromophore og en nitroxidradikal, der selv samles til funktionelle enheder i opløsning ved hjælp af brintbindinger.
Den vigtigste fordel: dannelsen af et ordnet netværk af spin -qubits kunne nu opnås ved hjælp af supramolekylære tilgange, hvilket ville muliggøre test af nye molekyle -kombinationer og systemskalerbarhed uden større syntetisk indsats.
“Resultaterne illustrerer det enorme potentiale ved supramolekylær kemi til udvikling af nye materialer i kvanteforskning,” siger Sabine Richert, der forsker ved Institute of Physical Chemistry ved University of Freiburg, hvor hun leder en Emmy Noether Junior Research Group.
“Det tilbyder innovative måder at forske, skalere og optimere disse systemer på. Resultaterne er derfor et vigtigt skridt hen imod at udvikle nye komponenter til molekylær spintronics.”