Coherent Erbium Spin Defects in Colloidal Nanocrystal Hosts

纳米晶 材料科学 纳米技术 胶体 自旋(空气动力学) 凝聚态物理 光电子学 物理 兴奋剂 化学 热力学 物理化学
作者
Joeson Wong,Mykyta Onizhuk,Jonah Nagura,Arashdeep Singh Thind,Jasleen K. Bindra,Christina Wicker,Gregory D. Grant,Yuxuan Zhang,Jens Niklas,Oleg G. Poluektov,Robert F. Klie,Jiefei Zhang,Giulia Galli,F. Joseph Heremans,D. D. Awschalom,A. Paul Alivisatos
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (29): 19110-19123
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c04083
摘要

We demonstrate nearly a microsecond of spin coherence in Er3+ ions doped in cerium dioxide nanocrystal hosts, despite a large gyromagnetic ratio and nanometric proximity of the spin defect to the nanocrystal surface. The long spin coherence is enabled by reducing the dopant density below the instantaneous diffusion limit in a nuclear spin-free host material, reaching the limit of a single erbium spin defect per nanocrystal. We observe a large Orbach energy in a highly symmetric cubic site, further protecting the coherence in a qubit that would otherwise rapidly decohere. Spatially correlated electron spectroscopy measurements reveal the presence of Ce3+ at the nanocrystal surface, which likely acts as extraneous paramagnetic spin noise. Even with these factors, defect-embedded nanocrystal hosts show tremendous promise for quantum sensing and quantum communication applications, with multiple avenues, including core-shell fabrication, redox tuning of oxygen vacancies, and organic surfactant modification, available to further enhance their spin coherence and functionality in the future.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
积极的秀发布了新的文献求助10
刚刚
李传宇发布了新的文献求助10
刚刚
zfg发布了新的文献求助10
1秒前
朱陈发布了新的文献求助10
1秒前
火星上人生完成签到,获得积分10
1秒前
Xxxxzzz完成签到,获得积分10
2秒前
文献搜集者完成签到,获得积分10
2秒前
orixero应助陶1221采纳,获得10
2秒前
3秒前
duchanglong关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
警长完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
XX完成签到,获得积分10
4秒前
sun发布了新的文献求助10
6秒前
快乐木木发布了新的文献求助30
7秒前
警长发布了新的文献求助30
8秒前
yyhhww发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ABCDE发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
xiehao发布了新的文献求助10
10秒前
奋斗伊发布了新的文献求助10
10秒前
华仔应助喜悦一德采纳,获得10
11秒前
lyt完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
妮妮发布了新的文献求助10
12秒前
火星上人生关注了科研通微信公众号
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
111发布了新的文献求助10
16秒前
深情安青应助sun采纳,获得10
16秒前
fanf完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.2应助踏实凡桃采纳,获得10
17秒前
科研通AI6.2应助安静季节采纳,获得10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7296590
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8914968
关于积分的说明 18877198
捐赠科研通 6962682
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210451
关于科研通互助平台的介绍 2379725
邀请新用户注册赠送积分活动 2186822