Coherent Spin Manipulation in Mononuclear Gadolinium-Substituted Polyoxometalate–Organic Hybrids
Publiceringsår
2025
Upphovspersoner
Rodríguez-Esteban, Corina; Ruiz-Bilbao, Estibaliz; Bustamante-Fernández, Janire; Tuna, Floriana; Lezama, Luis; Mailman, Aaron; Ullah, Aman; Gaita-Ariño, Alejandro; Artetxe, Beñat; Gonidec, Mathieu; Oyarzabal, Itziar
Abstrakt
While most research on molecule-based electron spin qubits has focused on S = 1/2 ions for single-qubit gates, the need for qubit interactions in quantum operations has driven interest in higher-spin molecules and multilevel states. Herein, we study the spin dynamics of two mononuclear gadolinium-substituted polyoxometalate-organic hybrids with the general formula K5[Gd(α-XW11O39)(H2L)]·14H2O (X = Si, Ge; H2L = N,N′-dimethyl-N,N′-bis(2-hydroxy-3-formyl-5-bromobenzyl)ethylenediamine), 1Si-Gd and 1Ge-Gd. Pulsed EPR measurements reveal spin–lattice relaxation (T1) and quantum coherence (Tm) times of up to 2315 and 2.6 μs at 3 K, respectively, for diamagnetically diluted samples, as well as Rabi oscillations up to 20 K. The obtained results make 1Si-Gd and 1Ge-Gd two of the few Gd-based complexes displaying such behavior, highlighting the challenge of coherently manipulating the spin states of Gd. Moreover, their hybrid organic–inorganic nature endows them with chemical robustness and solution stability, essential prerequisites for surface immobilization and future integration in practical devices.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Jyväskylä universitet
Mailman Aaron
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Förläggare
Volym
16
Sidor
3072-3077
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
3
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Nej
Parallellsparad
Nej
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Kemi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenta staterna (USA)
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1021/acs.jpclett.5c00196
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja