手性极性 Eu2(SeO3)2(SO4)(H2O)2：面向量子存储的窄光学线宽与微秒寿命的通路
材料科学
2026-02-11 v1
摘要
Eu(III) 的化学计量材料为量子存储提供了有前景的平台，归因于其独特能力显示非退化的 J = 0 跃迁，使其能够对光学量子态进行精确映射到其超精细结构中，以实现按需可靠的存储与检索。然而，将 Eu(III) 置于手性极性结构中以实现窄光谱线宽和长光学寿命则是一项艰巨的任务。本文我们发现 Eu2(SeO3)2(SO4)(H2O)2，这种稀有的 Eu(III) 材料表现出包容局部和全局结构的手性极性对称性。这一独特结构由适当的非对称配体组合塑造。手性性促进了偶极-偶极相互作用和 J 混合，经由二次谐波发生、光致发光和磁响应进行表征。支持破坏中心对称性的现象体现在二次谐波发生的相匹配行为中。观察到在 578 nm 处的 J = 0 跃迁，其在 78 K 时表现出窄线宽和微秒级的光学寿命。利用范氏韦克理论分析磁响应数据，得出 Eu3+ 的有效磁矩为 3.33 {\mu}B，表明存在 J 混合。热容数据揭示了材料中的声子动力学。该研究阐明了实现具有潜在光学可寻址量子存储应用潜力的新型化学计量 Eu3+ 化合物的通路。
引用
@article{arxiv.2602.09178,
title = {Chiral Polar Eu2(SeO3)2(SO4)(H2O)2: A Pathway Toward Narrow Optical Linewidths and Microsecond Lifetimes for Quantum Memory Candidates},
author = {Uchenna Chinaegbomkpa and Ebube Oyeka and Xudong Huai and Ramesh Kumar and Mingli Liang and Jakoah Brgoch and Hugo Sanabria and Thao T. Tran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.09178},
year = {2026}
}