主客体晶体工程调控分子量子器件中的室温自旋动力学

能够在室温下对电子自旋态进行相干控制的分子材料是量子技术（包括量子传感器和称为微波激射器的超低噪声微波放大器）的有前景的候选者。主客体分子晶体能够独立控制自旋活性客体及其局部环境，以增强分子自旋特性，从而改善器件性能。利用电子顺磁共振和光探测磁共振，我们证明了能够通过调节客体依赖的晶格刚性和振动耦合来调控三重态布居、去布居和自旋-晶格弛豫，从而显著降低构建实用微波激射器的运行要求。重要的是，最刚性的主体——苉——揭示了在不延长三重态寿命的情况下减慢自旋-晶格弛豫的能力，尽管代价是应变引起的线宽展宽和降低的三重态自旋极化。我们还发现氘代减少了三重态共振线宽和振动介导的三重态去布居。因此，我们发现全氘代并五苯在全氘代对三联苯中是构建连续波微波激射器最可行的候选者。这项工作证明了主客体工程是调控室温分子量子技术自旋相关性能的一种重要且实用的方法。