➡ Une équipe internationale de chercheurs, dont Gaetano Ricci, Boursier FRIA Université de Namur et David Beljonne, Directeur de Recherches FNRS UMONS, vient de publier les résultats de ses travaux dans la revue Nature.
➡ Les molécules constituent une plate-forme polyvalente pour la science de l'information quantique 1,2 et sont candidates à des applications de détection et de calcul 3,4.
➡ Des interfaces spin-optique robustes sont essentielles pour exploiter les ressources quantiques des matériaux 5.
➡ À ce jour, les candidats à base de carbone ne sont pas luminescents 6,7, ce qui empêche la lecture optique par émission.
➡ Les chercheurs présentent ici des molécules organiques qui présentent à la fois une luminescence efficace et un rendement de génération quasi unitaire d'états excités avec une multiplicité de spin S > 1.
➡ Ce résultat a été obtenu en concevant une résonance énergétique entre les niveaux doublet et triplet émissifs, ici sur des radicaux tris(2,4,6-trichlorophényl) méthyl-carbazole et anthracène couplés de manière covalente.
➡ Les scientifiques ont observé que la photoexcitation doublet se délocalisait sur l'acène lié en quelques picosecondes et évoluait ensuite vers un état pur de spin élevé (quatuor pour le monoradical, quintet pour le biradical) de caractère mixte radical-triplet près de 1,8 eV.
➡ Ces états à spin élevé sont adressables de manière cohérente par micro-ondes, même à 295 K, la lecture optique étant permise par le croisement intersystème inverse vers des états émissifs.
➡ En outre, pour le biradical, lors du retour à l'état fondamental, les spins radicaux précédemment non corrélés de part et d'autre de l'anthracène présentent une forte corrélation de spin.
➡ L'approche des chercheurs permet simultanément une grande efficacité de l'initialisation, des manipulations de spin et de la lecture basée sur la lumière à température ambiante. ➡ L'intégration de la luminescence et des états à spin élevé crée une plate-forme de matériaux organiques pour les technologies quantiques émergentes.
➕ Lire la publication dans Nature : https://www.nature.com/articles/s41586-023-06222-1
