論文の概要: Tunable spin-phonon polarons in a chiral molecular qubit framework

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.04885v1
• Date: Thu, 05 Jun 2025 11:03:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.670302
• Title: Tunable spin-phonon polarons in a chiral molecular qubit framework
• Title（参考訳）: キラル分子クビット構造における可変スピンフォノンポーラロン
• Authors: Aimei Zhou, Ruihao Bi, Zhenghan Zhang, Luming Yang, Xudong Tian, Denan Li, Mingshu Tan, Weibin Ni, Haozhou Sun, Jinkun Guo, Xinxing Zhao, Zhifu Shi, Wei Tong, Zhitao Zhang, Jin-Hu Dou, Feng Jin, Shi Liu, Mircea Dinca, Tijana Rajh, Jian Li, Wenjie Dou, Lei Sun,
• Abstract要約: 非対称スピンフォノンカップリングを生成するキラル構造は理論上スピンフォノンポラロンを生成することができる。 スピンフォノンポラロンの形成を初めて明らかに示すスピンダイナミックシグネチャを報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.313504149765732
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Chiral structures that produce asymmetric spin-phonon coupling can theoretically generate spin-phonon polarons -- quasiparticles exhibiting non-degenerate spin states with phonon displacements. However, direct experimental evidence has been lacking. Using a chiral molecular qubit framework embedding stable semiquinone-like radicals, we report spin dynamic signatures that clearly indicate the formation of spin-phonon polarons for the first time. Our non-adiabatic model reveals that these quasiparticles introduce an active spin relaxation channel when polaron reorganization energy approaches Zeeman splitting. This new channel manifests as anomalous, temperature-independent spin relaxation, which can be suppressed by high magnetic fields or pore-filling solvents (e.g. CH2Cl2, CS2). Such field- and guest-tunable relaxation is unattainable in conventional spin systems. Harnessing this mechanism could boost repetition rates in spin-based quantum information technologies without compromising coherence.
• Abstract（参考訳）: 非対称スピンフォノンカップリングを生成するキラル構造は理論上スピンフォノンポラロンを生成する。 しかし、直接の実験的な証拠は欠如している。 安定なセミキノン様ラジカルを包含するキラル分子クビットフレームワークを用いて,スピンフォノンポラロンの形成を初めて明らかに示すスピン動的シグネチャを報告した。 我々の非断熱モデルでは、これらの準粒子がポラロン再編成エネルギーがゼーマン分裂に近づくと、活発なスピン緩和チャネルをもたらすことが示されている。 この新しいチャネルは異常な温度非依存のスピン緩和として現れ、高磁場や細孔充填溶媒(例えばCH2Cl2, CS2)によって抑制される。 このような磁場とゲストチューニング可能な緩和は、従来のスピン系では達成できない。 このメカニズムのハーネス化は、コヒーレンスを損なうことなくスピンベースの量子情報技術の反復率を高める可能性がある。

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