論文の概要: Raman relaxation in Yb(III) molecular qubits: non-trivial correlations between spin-phonon coupling and molecular structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12160v1
• Date: Thu, 12 Mar 2026 16:58:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-13 14:46:26.234804
• Title: Raman relaxation in Yb(III) molecular qubits: non-trivial correlations between spin-phonon coupling and molecular structure
• Title（参考訳）: Yb(III)分子量子ビットにおけるラマン緩和 : スピンフォノン結合と分子構造との非自明な相関
• Authors: Giacomo Sansone, Lorenzo A. Mariano, Stefano Carretta, Paolo Santini, Alessandro Lunghi,
• Abstract要約: Yb(III)の配位錯体は、4f化合物の中で最長のスピンコヒーレンス時間を示す。 スピンフォノン緩和は低温でもコヒーレンス時間に制限要因となる。 化学設計による制御は、これらのスピン量子ビットのプロトタイプを現在の限界を超えて推進する可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.101433371354695
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The coordination complexes of Yb(III) exhibit some of the longest spin coherence times among 4f compounds, making them a promising platform for molecular quantum technologies. While spin-phonon relaxation remains a limiting factor for coherence times even at low temperature, its control through chemical design has the potential to push these spin qubits prototypes beyond current limits. With the aim of providing insights on how to chemically control spin-phonon relaxation, we here present a full ab initio study of spin-phonon dynamics for three Yb(III) molecules exhibiting minimal chemical differences, yet quantitatively different spin relaxation times. Results show that low-temperature relaxation is governed by Raman processes triggered by a small group of largely delocalized low-energy phonons. The analysis of these contributions highlights that the modulation of spin-phonon coupling by molecular structure modifications beyond the first coordination shell are highly non-trivial in nature and hard to rationalize in simple chemical terms. These findings call for a conceptual step change from the attempt to use simple magneto-structural correlations to interpret the effect of molecular structural modifications on spin-phonon relaxation, and present predictive first-principles frameworks as a potential driving force of future chemical design strategies
• Abstract（参考訳）: Yb(III)の配位錯体は、4f化合物の中で最も長いスピンコヒーレンス時間を示すため、分子量子技術のプラットフォームとして期待できる。 スピンフォノン緩和は低温でもコヒーレンス時間の制限要因であるが、化学設計による制御は、これらのスピンクビットのプロトタイプを現在の限界を超えて押し上げる可能性がある。 スピンフォノン緩和を化学的に制御する方法についての知見を提供することを目的として, スピンフォノンダイナミクスを3つのYb(III)分子に対して, 最小の化学的差異を示すが, 定量的に異なるスピン緩和時間を示す完全初歩的研究を行った。 その結果、低温緩和は、主に非局在化された低エネルギーフォノンの小さなグループによって引き起こされるラマン過程によって制御されることが示された。 これらの寄与の分析は、第1配位殻以外の分子構造修飾によるスピンフォノンカップリングの調節は、性質上非常に非自明であり、単純な化学用語では合理化が難しいことを強調している。 これらの知見は, 分子構造変化がスピンフォノン緩和に及ぼす影響を解明するために, 単純な磁気構造相関を用いた研究から, 将来の化学設計戦略の推進力としての予測的第一原理の枠組みへの転換を求めるものである。

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