論文の概要: Judd-Ofelt analysis and coherent spectroscopy of europium-based molecular complexes for quantum information applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13664v1
- Date: Fri, 09 Oct 2026 14:35:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.623811
- Title: Judd-Ofelt analysis and coherent spectroscopy of europium-based molecular complexes for quantum information applications
- Title（参考訳）: 量子情報応用のためのユーロピウム系分子錯体のジュッド-オフェルト分析とコヒーレント分光
- Abstract要約: 希土類イオン系分子結晶は量子情報応用の有望なプラットフォームとして登場しつつある。
ここでは、12 Eu$3+$の分子錯体の包括的光学特性について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.033055374209385806
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rare-earth-ion based molecular crystals are emerging as a promising platform for quantum information applications, combining long optical coherence times with the chemical tunability of coordination chemistry. Here we present a comprehensive optical characterisation of twelve Eu$^{3+}$-based molecular complexes, with a focus on the coherent $^{5}\text{D}_{0} \longrightarrow \ ^{7}\text{F}_{0}$ transition at $\sim$580 nm. Judd-Ofelt analyses are performed across all complexes, providing insights into ligand-field environments, local point-group symmetries, and the resulting branching ratios of the coherent transition. We find that lower point-group symmetry (C$_1$, C$_2$) yields higher branching ratios of the $^{5}\text{D}_{0} \longrightarrow \ ^{7}\text{F}_{0}$ transition, exceeding 1\% in several complexes. Optical inhomogeneous linewidths measured at 4.2 K reveal narrow linewidths for some complexes of below ten GHz, indicative of a highly ordered crystalline environment. Optical coherence measurements of one of the complexes, 5-Eu, yields an optical coherence time of $T_{\text{2}}^{\text{opt}} = 2.3~μ\mathrm{s}$ at 4.2 K, comparable to the best-performing molecular systems reported to date. Systematic characterisation and quantitative comparison will be key to find structure-property relations guiding rational design of optimised complexes for quantum information applications.
- Abstract（参考訳）: 希土類イオン系分子結晶は、長い光コヒーレンス時間と調整化学の化学的チューニング性を組み合わせた量子情報応用のための有望なプラットフォームとして出現している。
ここでは、12 Eu$^{3+}$-ベース分子錯体の包括的光学的特徴付けを提示し、コヒーレントな$^{5}\text{D}_{0} \longrightarrow \ ^{7}\text{F}_{0}$ transition at $\sim$580 nm に焦点をあてる。
ジャッド・オフェルト解析はすべての複合体で行われ、リガンド場環境、局所点群対称性、そしてコヒーレント遷移の分岐比に関する洞察を与える。
より低い点群対称性(C$_1$, C$_2$)は、いくつかの複体において1\%を超える$^{5}\text{D}_{0} \longrightarrow \ ^{7}\text{F}_{0}$遷移の高分岐比をもたらす。
4.2 Kで測定された光学的不均一線幅は、10GHz以下のいくつかの錯体に対して細い線幅を示す。
5-Euの光学的コヒーレンス測定は、これまでに報告された最も優れた分子系に匹敵する、$T_{\text{2}}^{\text{opt}} = 2.3~μ\mathrm{s}$4.2Kの光学的コヒーレンス時間をもたらす。
量子情報応用のために最適化された錯体の合理的設計を導く構造-プロパティ関係を見つける上で、体系的特徴化と定量的比較が鍵となる。
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