几乎所有量子技术都涉及自旋。电子运动时通常会形成稳定的电子对，一个电子自旋向上，一个电子自旋向下。然而，有可能形成带有未配对电子的分子——自由基。大多数自由基都是非常活泼的，但如果仔细设计分子，它们就可在化学上稳定下来。
此前，研究人员一直在研究有机半导体中的自由基，以让其产生光。有机半导体是目前用于制造先进照明和商业显示器的材料，它们可能是硅的一种更可持续的替代品。研究人员此次将有机半导体中自由基的光学性质和磁性联系在一起。
研究人员首先确定电子自旋的行为方式，从而设计了一系列新材料。通过使用构建块方法和改变分子不同模块之间的“桥梁”，他们能控制最终材料的性质。这些“桥梁”是由蒽(一种碳氢化合物)制成的。
对于“混搭”分子，研究人员将一个明亮的发光自由基连接到一个蒽分子上。在光子被自由基吸收后，激发扩散到邻近的蒽上，导致3个电子开始以同样的方式旋转。当另一个自由基团连接到蒽分子的另一侧时，它的电子也会耦合，使4个电子朝同一方向旋转。
在这些材料中，吸收一个光子就像打开了一个开关。研究人员可通过在室温下可靠地耦合自旋来控制这些量子物体，这为量子技术领域带来了更大的灵活性，并找到更多应用。
(责任编辑：范晓婷)
