Cuantificación de los efectos de los substituyentes periféricos en la relajación spin-rejilla de un bit cuántico molecular de vanadio

Las superposiciones de espín electrónico representan un componente crítico de las tecnologías cuánticas emergentes en computación, sensores, encriptación y comunicación. Sin embargo, la relajación de espín (T 1 ) y la decoherencia (T m ) representan obstáculos importantes para la implementación de bits cuánticos moleculares (qubits). Las estrategias sintéticas han avanzado significativamente en la mejora de los tiempos de coherencia de espín mediante la minimización de las contribuciones de los espines electrónicos y nucleares circundantes. Sin embargo, para la operación a temperatura ambiente, la vida útil de la coherencia de espín se ve limitada por el acoplamiento con modos vibracionales de la rejilla. Usando espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR) por pulsos, medimos la relajación spin-rejilla de un complejo de tetrapirazinoporfiracina de vanadio adornado con ocho grupos periféricos de 2,6-diisopropilfenol (VOPyzPz-DIPP) y la comparamos con la relajación del qubit molecular de ftalocianina de vanadio (VOPc). Los grupos periféricos añadidos conducen a un comportamiento de relajación de espín notablemente diferente. Si bien se observan tiempos de relajación similares a bajas temperaturas y condiciones ambientales, se observan cambios significativos en la dependencia de la orientación de T 1 a 100 K, así como la dependencia de la temperatura de T 1 en el rango de temperaturas intermedias que abarca de 10 a 150 K. Estos resultados pueden interpretarse tentativamente como derivado de reglas de selección de acoplamiento espín-fonón aflojadas y un mayor número de modos acústicos y ópticos accesibles que contribuyen al comportamiento de relajación de espín de VOPyzPz-DIPP en relación a VOPc.