A graphene-based hybrid material with quantum bits prepared by the double Langmuir-Schaefer method

. 2019 Aug 02 ; 9 (42) : 24066-24073. [epub] 20190802

Status PubMed-not-MEDLINE Jazyk angličtina Země Anglie, Velká Británie Médium electronic-ecollection

Typ dokumentu časopisecké články

Perzistentní odkaz   https://www.medvik.cz/link/pmid35527863

The scalability and stability of molecular qubits deposited on surfaces is a crucial step for incorporating them into upcoming electronic devices. Herein, we report on the preparation and characterisation of a molecular quantum bit, copper(ii)dibenzoylmethane [Cu(dbm)2], deposited by a modified Langmuir-Schaefer (LS) technique onto a graphene-based substrate. A double LS deposition was used for the preparation of a few-layer-graphene (FLG) on a Si/SiO2 substrate with subsequent deposition of the molecules. Magnetic properties were probed by high-frequency electron spin resonance (HF-ESR) spectroscopy and found maintained after deposition. Additional spectroscopic and imaging techniques, such as Raman spectroscopy (RS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscopy (SEM) were performed to characterise the deposited sample. Our approach demonstrated the possibility to utilise a controlled wet-chemistry protocol to prepare an array of potential quantum bits on a disordered graphene-based substrate. The deployed spectroscopic techniques showed unambiguously the robustness of our studied system with a potential to fabricate large-scale, intact, and stable quantum bits.

Zobrazit více v PubMed

Perdomo-Ortiz A. Dickson N. Drew-Brook M. Rose G. Aspuru-Guzik A. Sci. Rep. 2012;2:1–7. doi: 10.1038/srep00571. PubMed DOI PMC

Gershenfeld N. Chuang I. L. Sci. Am. 1998;278:66–71. doi: 10.1038/scientificamerican0698-66. DOI

Leuenberger M. N. Loss D. Nature. 2001;410:789–793. doi: 10.1038/35071024. PubMed DOI

Wolf S. A. Awschalom D. D. Buhrman R. A. Daughton J. M. Von Molnar S. Roukes M. L. Chtchelkanova A. Y. Treger D. M. Science. 2001;294:1488–1495. doi: 10.1126/science.1065389. PubMed DOI

Bogani L. Wernsdorfer W. Nat. Mater. 2008;7:179–186. doi: 10.1038/nmat2133. PubMed DOI

Doherty M. W. Manson N. B. Delaney P. Jelezko F. Wrachtrup J. Hollenberg L. C. Phys. Rep. 2013;528:1–45. doi: 10.1016/j.physrep.2013.02.001. DOI

Koehl W. F. Buckley B. B. Heremans F. J. Calusine G. Awschalom D. D. Nature. 2011;479:84–87. doi: 10.1038/nature10562. PubMed DOI

Widmann M. Lee S. Y. Rendler T. Son N. T. Fedder H. Paik S. Yang L. P. Zhao N. Yang S. Booker I. Denisenko A. Jamali M. Ali Momenzadeh S. Gerhardt I. Ohshima T. Gali A. Janzén E. Wrachtrup J. Nat. Mater. 2015;14:164–168. doi: 10.1038/nmat4145. PubMed DOI

Christle D. J. Falk A. L. Andrich P. Klimov P. V. Hassan J. U. Son N. T. Janzén E. Ohshima T. Awschalom D. D. Nat. Mater. 2015;14:160–163. doi: 10.1038/nmat4144. PubMed DOI

Jelezko F. Wrachtrup J. Phys. Status Solidi A. 2006;203:3207–3225. doi: 10.1002/pssa.200671403. DOI

Bader K. Dengler D. Lenz S. Endeward B. Jiang S.-d. Neugebauer P. Slageren J. V. Nat. Commun. 2014;5:1–5. PubMed

DiVincenzo D. P. Fortschr. Phys. 2000;48:771–783. doi: 10.1002/1521-3978(200009)48:9/11<771::AID-PROP771>3.0.CO;2-E. DOI

Lenz S. Bader K. Bamberger H. Van Slageren J. Chem. Commun. 2017;53:4477–4480. doi: 10.1039/C6CC07813C. PubMed DOI

Geim A. K. Novoselov K. S. Nat. Mater. 2007;6:183–191. doi: 10.1038/nmat1849. PubMed DOI

Du X. Skachko I. Barker A. Andrei E. Y. Nat. Nanotechnol. 2008;3:491–495. doi: 10.1038/nnano.2008.199. PubMed DOI

Lee C. Wei X. Kysar J. W. Hone J. Science. 2008;321:385–388. doi: 10.1126/science.1157996. PubMed DOI

Seol J. H. Jo I. Moore A. L. Lindsay L. Aitken Z. H. Pettes M. T. Li X. Yao Z. Huang R. Broido D. Mingo N. Ruoff R. S. Shi L. Science. 2010;328:213–216. doi: 10.1126/science.1184014. PubMed DOI

Neugebauer P. Orlita M. Faugeras C. Barra A. L. Potemski M. Phys. Rev. Lett. 2009;103:136403. doi: 10.1103/PhysRevLett.103.136403. PubMed DOI

Novoselov K. S. Geim A. K. Morozov S. V. Jiang D. Zhang Y. Dubonos S. V. Grigorieva I. V. Firsov A. A. Science. 2004;306:666–669. doi: 10.1126/science.1102896. PubMed DOI

Warner J. H. Mukai M. Kirkland A. I. ACS Nano. 2012;6:5680–5686. doi: 10.1021/nn3017926. PubMed DOI

VanMil B. L. Myers-Ward R. L. Tedesco J. Eddy Jr C. R. Jernigan G. G. Culbertson J. C. Campbell P. M. McCrate J. Kitt S. Gaskill D. K. Mater. Sci. Forum. 2009;615–617:211–214.

Coleman J. N. Lotya M. O'Neill A. Bergin S. D. King P. J. Khan U. Young K. Gaucher A. De S. Smith R. J. Shvets I. V. Arora S. K. Stanton G. Kim H. Y. Lee K. Kim G. T. Duesberg G. S. Hallam T. Boland J. J. Wang J. J. Donegan J. F. Grunlan J. C. Moriarty G. Shmeliov A. Nicholls R. J. Perkins J. M. Grieveson E. M. Theuwissen K. McComb D. W. Nellist P. D. Nicolosi V. Science. 2011;331:568–571. doi: 10.1126/science.1194975. PubMed DOI

Wajid A. S. Das S. Irin F. Ahmed H. S. Shelburne J. L. Parviz D. Fullerton R. J. Jankowski A. F. Hedden R. C. Green M. J. Carbon. 2012;50:526–534. doi: 10.1016/j.carbon.2011.09.008. DOI

Paton K. R. Varrla E. Backes C. Smith R. J. Khan U. O'Neill A. Boland C. Lotya M. Istrate O. M. King P. Higgins T. Barwich S. May P. Puczkarski P. Ahmed I. Moebius M. Pettersson H. Long E. Coelho J. O'Brien S. E. McGuire E. K. Sanchez B. M. Duesberg G. S. McEvoy N. Pennycook T. J. Downing C. Crossley A. Nicolosi V. Coleman J. N. Nat. Mater. 2014;13:624–630. doi: 10.1038/nmat3944. PubMed DOI

Vadukumpully S. Paul J. Valiyaveettil S. Carbon. 2009;47:3288–3294. doi: 10.1016/j.carbon.2009.07.049. DOI

Hong J. Bekyarova E. De Heer W. A. Haddon R. C. Khizroev S. ACS Nano. 2013;7:10011–10022. doi: 10.1021/nn403939r. PubMed DOI

Zhuang X. Tian C. Luan F. Wu X. Chen L. RSC Adv. 2016;6:92541–92546. doi: 10.1039/C6RA14970G. DOI

Ricciardulli A. G. Yang S. Wetzelaer G.-J. A. H. Feng X. Blom P. W. Adv. Funct. Mater. 2018;28:1706010. doi: 10.1002/adfm.201706010. DOI

Kim T.-H. Lee D. Choi J.-W. Biosens. Bioelectron. 2017;94:485–499. doi: 10.1016/j.bios.2017.03.032. PubMed DOI

Zor E. Morales-Narváez E. Alpaydin S. Bingol H. Ersoz M. Merkoçi A. Biosens. Bioelectron. 2017;87:410–416. doi: 10.1016/j.bios.2016.08.074. PubMed DOI

Wang X. Yu S. Liu W. Fu L. Wang Y. Li J. Chen L. ACS Sens. 2018;3:378–385. doi: 10.1021/acssensors.7b00804. PubMed DOI

Ciesielski A. Samorì P. Adv. Mater. 2016:6030–6051. doi: 10.1002/adma.201505371. PubMed DOI

Le Ferrand H. Bolisetty S. Demirörs A. F. Libanori R. Studart A. R. Mezzenga R. Nat. Commun. 2016;7:12078. doi: 10.1038/ncomms12078. PubMed DOI PMC

Qin S. Chen X. Du Q. Nie Z. Wang X. Lu H. Wang X. Liu K. Xu Y. Shi Y. Zhang R. Wang F. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018;10:38326–38333. doi: 10.1021/acsami.8b11596. PubMed DOI

Ciccullo F. Glaser M. Sättele M. S. Lenz S. Neugebauer P. Rechkemmer Y. Van Slageren J. Casu M. B. J. Mater. Chem. C. 2018;6:8028–8034. doi: 10.1039/C8TC02610F. DOI

Ma B. Q. Gao S. Wang Z. M. Liao C. S. Yan C. H. Xu G. X. J. Chem. Crystallogr. 1999;29:793–796. doi: 10.1023/A:1009543703278. DOI

Hernandez Y. Nicolosi V. Lotya M. Blighe F. M. Sun Z. De S. McGovern I. T. Holland B. Byrne M. Gun’ko Y. K. Boland J. J. Niraj P. Duesberg G. Krishnamurthy S. Goodhue R. Hutchison J. Scardaci V. Ferrari A. C. Coleman J. N. Nat. Nanotechnol. 2008;3:563–568. doi: 10.1038/nnano.2008.215. PubMed DOI

Shirley D. A. Phys. Rev. B: Solid State. 1972;5:4709–4714. doi: 10.1103/PhysRevB.5.4709. DOI

Neugebauer P. Bloos D. Marx R. Lutz P. Kern M. Aguilà D. Vaverka J. Laguta O. Dietrich C. Clérac R. Van Slageren J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2018;20:15528–15534. doi: 10.1039/C7CP07443C. PubMed DOI

Stoll S. Schweiger A. J. Magn. Reson. 2006;178:42–55. doi: 10.1016/j.jmr.2005.08.013. PubMed DOI

Spizzirri P. G. Fang J. H. Rubanov S. Gauja E. Prawer S. Mater. Forum. 2008;34:161–166.

Mankad V. Gupta S. K. Jha P. K. Ovsyuk N. N. Kachurin G. A. J. Appl. Phys. 2012;112:054318. doi: 10.1063/1.4747933. DOI

Ferrari A. C. Solid State Commun. 2007;143:47–57. doi: 10.1016/j.ssc.2007.03.052. DOI

Malard L. M. Pimenta M. A. Dresselhaus G. Dresselhaus M. S. Phys. Rep. 2009;473:51–87. doi: 10.1016/j.physrep.2009.02.003. DOI

Nekoei A. R. Vakili M. Hakimi-Tabar M. Tayyari S. F. Afzali R. Kjaergaard H. G. Spectrochim. Acta, Part A. 2014;128:272–279. doi: 10.1016/j.saa.2014.02.097. PubMed DOI

Tayyari S. F. Rahemi H. Nekoei A. R. Zahedi-Tabrizi M. Wang Y. A. Spectrochim. Acta, Part A. 2007;66:394–404. doi: 10.1016/j.saa.2006.03.010. PubMed DOI

Casu M. B. Tönshoff C. Bettinger H. F. Schundelmeier S. Abb S. Savu S.-A. Chassé T. RSC Adv. 2012;2:5112. doi: 10.1039/C2RA20168B. DOI

Savu S. A. Biswas I. Sorace L. Mannini M. Rovai D. Caneschi A. Chassé T. Casu M. B. Chem.–Eur. J. 2013;19:3445–3450. doi: 10.1002/chem.201203247. PubMed DOI

Ishii H. Sugiyama K. Ito E. Seki K. Adv. Mater. 1999;11:605–625. doi: 10.1002/(SICI)1521-4095(199906)11:8<605::AID-ADMA605>3.0.CO;2-Q. DOI

Sjögren B. Svensson S. Naves De Brito A. Correia N. Keane M. P. Enkvist C. Lunell S. J. Chem. Phys. 1992;96:6389–6398. doi: 10.1063/1.462633. DOI

Ghijsen J. Tjeng L. H. v. Van Elp J. Eskes H. Westerink J. Sawatzky G. A. Czyzyk M. T. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988;38:11322. doi: 10.1103/PhysRevB.38.11322. PubMed DOI

Chawla S. K. Sankarraman N. Payer J. H. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1992;61:1–18. doi: 10.1016/0368-2048(92)80047-C. DOI

Yin M. Wu C.-K. Lou Y. Burda C. Koberstein J. T. Zhu Y. O'Brien S. J. Am. Chem. Soc. 2005;127:9506–9511. doi: 10.1021/ja050006u. PubMed DOI

Barreca D. Fois E. Gasparotto A. Seraglia R. Tondello E. Tabacchi G. Chem.–Eur. J. 2011;17:10864–10870. doi: 10.1002/chem.201101551. PubMed DOI

Glaser M. Ciccullo F. Giangrisostomi E. Ovsyannikov R. Calzolari A. Casu M. B. J. Mater. Chem. C. 2018;6:2769–2777. doi: 10.1039/C7TC04983H. DOI

David L. Crăciun C. Cozar O. Chiş V. Agut C. Rusu D. Rusu M. J. Mol. Struct. 2001;563–564:573–578. doi: 10.1016/S0022-2860(00)00941-8. DOI

Bak M. Nielsen N. C. J. Magn. Reson. 1997;125:132–139. doi: 10.1006/jmre.1996.1087. PubMed DOI

Von Zelewsky A. Fierz H. Inorg. Chem. 1971;10:1556–1557. doi: 10.1021/ic50101a060. DOI

Belford R. L. Davis P. H. Inorg. Chem. 1971;10:1557–1558. doi: 10.1021/ic50101a061. DOI

Nejnovějších 20 citací...

Zobrazit více v
Medvik | PubMed

Deposition of Tetracoordinate Co(II) Complex with Chalcone Ligands on Graphene

. 2020 Oct 29 ; 25 (21) : . [epub] 20201029

Najít záznam

Citační ukazatele

Pouze přihlášení uživatelé

Možnosti archivace

Nahrávání dat ...