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基于金属有机框架中电子自旋的锂离子量子传感

量子传感技术通过测试量子比特对于环境因素的响应可以实现精密测量，具有高灵敏度、高精度和高空间分辨率等优点。然而，由于常用的量子比特难以在室温下使用或与离子间的相互作用较弱，日常环境中对离子的量子传感仍极具挑战，限制了该技术在能源、生物等领域中的应用。分子电子自旋这一新兴的量子比特具有室温可操控、结构可设计、功能可调控等优点。如将其集成于具有高比表面积、纳米尺寸孔道的金属有机框架中，则可通过孔道吸附和限域效应促使分子电子自旋与离子核自旋近距离接触，从而发生较强的超精细相互作用，有望解决离子量子传感的难题。基于这一构想，我们设计合成了含有稳定自由基的金属有机框架，利用电子顺磁共振技术实现了室温下、溶液相中的锂离子鉴定和定量检测，并验证了多种离子并行传感的可行性。

275 2022-09-30

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