JACS：量子点/界面有机分子复合体系自旋态调控
纳米技术
在量子信息科学领域的应用中，由于量子点的可调控的、灵活的、丰富物理性质的合成过程，使其在量子信息科学领域中具有广泛应用前景。但是，量子点材料中的快速自旋弛豫现象限制了其应用。因此，美国西北大学Michael R. Wasielewski等报道了一种方法，通过有机配体分子调控，实现了对光激发自旋极化态的寿命提高。作者通过对CdSe/CdS核壳材料表面共价连接萘二酰亚胺NDI（naphthalenediimide）电子受体分子，作者发现光激发的量子点向NDI配体上传输电子动力学过程和壳的厚度、量子点表面的NDI数目相关。瞬态EPR光谱结果显示，光激发的量子点对NDI自由基阳离子产生了强极化效应，作者通过自由基对和三重态机理对自旋极化作用进行解释。本工作为实现光激发量子点对有机自由基分子进行极化生成长寿命的自旋弛豫，并将其用于量子信息科学领域中迈出了重要一步。
作者通过这种量子点-有机分子复合结构体系构建了长寿命自旋极化的有机分子，并且发现量子点表面的NDI有机分子自旋弛豫寿命达到100 ns以上，显著高于量子点本征情况。这种结果展示了如何能够实现长寿命的量子qubit态，此外通过使用强吸光性能/结构可调的量子点产生光激发量子自旋态，能够通过将自旋传递到表面有机分子中从而抑制量子点的快速自旋弛豫。
参考文献
Jacob H. Olshansky, Samantha M. Harvey, Makenna L Pennel, Matthew D. Krzyaniak, Michael R. Wasielewski, and Richard D. Schaller
Using Photoexcited Core/Shell Quantum Dots to Spin Polarize Appended Radical Qubits, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI：10.1021/jacs.0c06073
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06073
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