Theoretical study of ultrafast spin dynamics in a Co-Fe molecular Prussian blue analog and spin logic functionality design

普鲁士蓝 超短脉冲 自旋(空气动力学) 材料科学 纳米技术 物理 凝聚态物理 化学物理 量子力学 激光器 电极 电化学 热力学
作者
Shangjie Ma,Yan Wu,Shuai Xu,Yiming Zhang,Jing Liu,Chun Li,Georgios Lefkidis,Wolfgang Hübner,Wei Jin
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:110 (14)
标识
DOI:10.1103/physrevb.110.144433
摘要

Co-Fe Prussian blue analog (PBA) complex possesses various spin configurations and discrete energy levels with different types of spin localizations, making it suitable for the exploration of spin manipulation and logic functionality towards the molecular spintronics applications. In this paper, we perform an ab initio investigation on the electronic structure, spin localization, ultrafast optical-driven spin dynamics, and the possible spin logic functionality of this structure. The results show that within the calculated energy window of the many-body electronic states, spin-crossover and spin-transfer scenarios, driven by specific well-tailored laser, can be both achieved reversibly in subpicoseconds with high fidelities. Among them, a multifunctional dynamical process that simultaneously includes spin transfer, spin-crossover, and charge transfer is found. In addition, the potential of applying the same laser to drive different kinds of spin dynamics is indicated. Towards the device applications, the Pauli and Hadamard quantum logic gates and the half-adder functionality are further elaborately constructed based on the achieved spin scenarios. Our results suggest the present structure is quite promising in novel high-performance single-molecular devices and advanced spin logic processing from the viewpoints of both scientific research and technological applications, and thus propel the development of future molecular spintronic devices and quantum information technology.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
FashionBoy应助wsy采纳,获得10
刚刚
刚刚
Sam十九发布了新的文献求助10
刚刚
呆呆完成签到 ,获得积分10
1秒前
尊敬的凝丹完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
lichaofan发布了新的文献求助10
1秒前
yingying完成签到,获得积分10
1秒前
现代的澜发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
RH完成签到,获得积分10
3秒前
土豪的铭完成签到,获得积分10
4秒前
yu完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈完成签到,获得积分10
4秒前
Singularity发布了新的文献求助10
5秒前
changhaowenzzz完成签到,获得积分10
5秒前
小飞爱科研完成签到,获得积分10
5秒前
wwx完成签到,获得积分10
5秒前
妥妥酱完成签到,获得积分10
5秒前
Yeong完成签到,获得积分10
5秒前
Sea_U发布了新的文献求助10
6秒前
eterny完成签到,获得积分10
6秒前
淡然的奎完成签到,获得积分10
6秒前
想去后山玩完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
May发布了新的文献求助10
6秒前
mao完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
丘比特应助小鳗鱼采纳,获得10
7秒前
现代的澜完成签到,获得积分10
8秒前
开放凉面发布了新的文献求助10
8秒前
sunwending完成签到,获得积分10
8秒前
晴梓发布了新的文献求助10
8秒前
欢喜的祥发布了新的文献求助10
8秒前
WEIJQ完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.1应助阿木木采纳,获得10
8秒前
烟酒僧发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Short-Wavelength Infrared Windows for Biomedical Applications 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6059420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7892016
关于积分的说明 16299099
捐赠科研通 5203722
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783987
邀请新用户注册赠送积分活动 1766738
关于科研通互助平台的介绍 1647203