Das Franco-German-Forschungsteam, einschließlich Mitgliedern der University of Freiburg, zeigt, dass die supramolekulare Chemie eine effiziente Spinkommunikation durch Wasserstoffbindungen ermöglicht.
Qubits sind die grundlegenden Bausteine der Informationsverarbeitung in der Quantentechnologie. Eine wichtige Forschungsfrage ist, welches Material sie tatsächlich in technischen Anwendungen bestehen werden. Molekulare Spin -Qubits gelten als vielversprechende Qubit -Kandidaten für molekulare Spintronik, insbesondere für die Quantenerfassung. Die hier untersuchten Materialien können durch Licht stimuliert werden; Dies schafft ein zweites Spinzentrum und anschließend einen lichtinduzierten Quartettstatus. Bisher hat die Forschung angenommen, dass die Wechselwirkung zwischen zwei Spinzentren nur stark genug für eine erfolgreiche Quartettbildung sein kann, wenn die Zentren kovalent miteinander verbunden sind. Aufgrund der hohen Anstrengungen, die zur synthetischen kovalent gebundenen Netzwerke solcher Systeme erforderlich sind, ist ihre Verwendung in anwendungsbezogenen Entwicklungen im Bereich der Quantentechnologie stark begrenzt.
Forscher des Instituts für physikalische Chemie der Universität Freiburg und des Instituts Charles Sadron der Universität Straßburg konnten nun zum ersten Mal nachweisen, dass nichtkovalente Bindungen eine effiziente Spin-Kommunikation ermöglichen können. Zu diesem Zweck verwendeten die Wissenschaftler ein Modellsystem, das aus einem Perylendiimid-Chromophor und einem Nitroxidradikal bestand, das sich in Lösung durch Wasserstoffbrückenbindungen in funktionelle Einheiten einbindet. Der Hauptvorteil: Die Bildung eines geordneten Netzwerks von Spin -Qubits könnte nun mit supramolekularen Ansätzen erreicht werden, die das Testen neuer Molekülkombinationen und Systemskalierbarkeit ohne schwerwiegende synthetische Anstrengung ermöglichen.
„Die Ergebnisse veranschaulichen das enorme Potenzial der supramolekularen Chemie für die Entwicklung neuer Materialien in der Quantenforschung“, sagt Sabine Richert, die am Institut für physische Chemie an der Universität Freiburg Forschung betreibt, wo sie eine Emmy Noether -Junior -Forschungsgruppe leitet. „Es bietet innovative Möglichkeiten, diese Systeme zu erforschen, zu skalieren und zu optimieren. Die Ergebnisse sind daher ein wichtiger Schritt zur Entwicklung neuer Komponenten für molekulare Spintronik.“
