Trapping Ca+ inside a molecular cavity: computational study of the potential energy surfaces for Ca+-[n]cycloparaphenylene, n = 5–12

文献情報

出版日 2022-04-07
DOI 10.1039/D2CP00717G
インパクトファクター 3.676
著者

Cole D. Allen, Susan L. B. Rempe, Timothy S. Zwier, Pengyu Ren


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要旨

Ion trap quantum computing utilizes electronic states of atomic ions such as Ca+ to encode information on to a qubit. To explore the fundamental properties of Ca+ inside molecular cavities, we describe here a computational study of Ca+ bound inside neutral [n]-cycloparaphenylenes (n = 5–12), often referred to as “nanohoops”. This ab initio study characterizes optimized structures, harmonic vibrational frequencies, potential energy surfaces, and ion molecular orbital distortion as functions of increasing nanohoop size. The results of this work provide a first step in guiding experimental studies of the spectroscopy of these ion-molecular cavity complexes.

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Physical Chemistry Chemical Physics

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