Mechanism of Electron Spin Decoherence in a Partially Deuterated Glassy Matrix.
Mechanism of Electron Spin Decoherence in a Partially Deuterated Glassy Matrix.
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DOI：
10.1021/acs.jpclett.2c00939
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发表时间：
2022-06-23
影响因子：
5.7
通讯作者：
Stoll, Stefan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jahn, Samuel M.;Canarie, Elizabeth R.;Stoll, Stefan
长的电子自旋相干寿命对于量子信息科学和电子顺磁共振的应用是必不可少的，例如在生物分子系统中使用双电子-电子共振进行纳米尺度的距离测量。我们实验研究了有机自由基D18-TEMPO在可变氚化水：甘油基质中的Hahn回波序列下的退相干动力学。相干时间(相记忆时间)Tm随质子浓度的变化为[1H]−0.65。对于选择性的氢化矩阵，在质子团簇的存在下，即质子-质子径向分布函数(？lt；3？)中存在相当大的短程密度时，退相干被加速。分子动力学和多体自旋量子动力学的模拟结果与实验符合得很好，表明CH2和OH2基团等双核质子对是主要的退相干驱动因素。这为设计具有长电子自旋相干时间的分子体系提供了一种预测工具。
Long electron spin coherence lifetimes are essential for applications in quantum information science and electron paramagnetic resonance, for instance for nanoscale distance measurements in biomolecular systems using double electron–electron resonance. We experimentally investigate the decoherence dynamics under the Hahn echo sequence of the organic radical d18-TEMPO in a variably deuterated frozen water:glycerol matrix. The coherence time (phase memory time) TM scales with proton concentration as [1H]−0.65. For selectively deuterated matrices, decoherence is accelerated in the presence of proton clustering, that is, substantial short-range density in the proton–proton radial distribution functions (< 3 Å). Simulations using molecular dynamics and many-body spin quantum dynamics show excellent agreement with experiment and show that geminal proton pairs such as CH2 and OH2 groups are major decoherence drivers. This provides a predictive tool for designing molecular systems with long electron spin coherence times.
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影响因子：
8.6
作者：
GORDON, JP;BOWERS, KD
通讯作者：
BOWERS, KD
DOI：
10.1021/acs.jpclett.0c00768
发表时间：
2020-05-07
期刊：
The journal of physical chemistry letters
影响因子：
--
作者：
Canarie ER;Jahn SM;Stoll S
通讯作者：
Stoll S
影响因子：
3.7
作者：
HU, P;HARTMANN, SR
通讯作者：
HARTMANN, SR
影响因子：
2.8
作者：
Abe, E;Isoya, J;Itoh, KM
通讯作者：
Itoh, KM
影响因子：
4.4
作者：
Kveder, Marina;Rakvin, Boris;You, Jiangyang
通讯作者：
You, Jiangyang