Synthese und optische Quantenspeichercharakterisierung von α-Eu(IO3)3, β-Eu(IO3)3 und NaEu(IO3)4

Drei Phasen von stöchiometrischen Europium(III)-iodatverbindungen werden als Kandidaten für optische Quantenspeicher untersucht, um den Einfluss der Reaktionsbedingungen auf die Phasenbildung zu bestimmen und die Kristallstruktur mit ihrer Fähigkeit, persistente angeregte Zustände zu beherbergen, die für den Quantenspeicher relevant sind, in Verbindung zu bringen. Die hydrothermalen Syntheseverfahren zur Aufzucht makroskopischer Einkristalle der rechteckigen Blockform α-Eu(IO3)3 (P21/c), der gelben hexagonalen Platte β-Eu(IO3)3 (P21/n) und der transparenten Platte NaEu(IO3)4 (Cc) werden vorgestellt. Die Fähigkeit, enge und langanhaltende spektrale Löcher an den 7F0 → 5D0 optischen Übergängen zu brennen, ist eine notwendige Bedingung für die Implementierung optischer Quantenspeicher. Es wurde festgestellt, dass α-Eu(IO3)3 aufgrund der unzureichenden Asymmetrie des Europium-Standorts nicht in der Lage ist, Löcher zu brennen, was den erforderlichen optischen Übergang verbietet. β-Eu(IO3)3 konnte aufgrund eines Mangels an beobachteter spektraler Lochverbrennung keine Informationen speichern, wahrscheinlich aufgrund der Dekohärenz, die durch die dicht gepackten kantenteilenden Eu(III)-Polyeder verursacht wird. Die Analyse der Kristallstruktur jeder Phase deutet darauf hin, dass der Abstand der nächsten Nachbarn von Eu-Eu und die Verzerrung der Symmetrie des Europium-Standorts kritische Materialdesignparameter für Anwendungen in der Quantenspeicherung sind.