Chemical Control of Spin-Lattice Relaxation to Create Room Temperature Molecular Qubit Candidates
Amdur, M. J.; Mullin, K. R.; Waters, M. J.; Puggioni, D.; Wojnar, M. K.; Gu, M.; Sun, L.; Oyala, P. H.; Rondinelli, J. M.; Freedman, D. E. Submitted.
Tunable Cr4+ Molecular Color Centers
Laorenza, D. W.; Kairalapova, A.; Bayliss, S. L.; Goldzak, T.; Green, S. M.; Weiss, L. R.; Deb, P.; Mintun, P. J.; Collins, K. A.; Awschalom, D. D.; Berkelbach, T. C.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c10145.
Strong Magnetocrystalline Anisotropy Arising from Metal–Ligand Covalency in a Metal–Organic Candidate for 2D Magnetic Order
Wang, Y.; Ziebel, M. E.; Sun, L.; Gish, J. T.; Pearson, T. J.; Lu, X.; Thorarinsdottir, A. E.; Hersam, M. C.; Long, J. R.; Freedman, D. E.; Rondinelli, J. M.; Puggioni, D.; Harris, T. D. Chem. Mater. 2021, 33, 8712-8721.
Spectral Addressability in a Modular Two Qubit System
von Kugelgen, S. W.; Krzyaniak, M. D.; Gu, M.; Puggioni, D.; Rondinelli, J. M.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 8069–8077.
A Molecular Approach to Quantum Sensing
Yu, C.-J.; von Kugelgen, S. W.; Freedman, D. E. ACS Cent. Sci. 2021, 7, 712–723.
Computationally Directed Discovery of MoBi2
Altman, A. B.; Tamerius, A. D.; Koocher, N. Z.; Meng, Y.; Pickard, C.; Walsh, J. P. S.; Rondinelli, J. M.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 214–222.

Click here to read a Materials Discovery Highlight from Science on this work!

Dynamic Nuclear Polarization with Vanadium(IV) Metal Centers
Jain, S. K.; Yu, C.-J.; Wilson, C. B.; Tabassum, T.; Freedman, D. E.; Han, S. Chem 2021, 7, 421-435.

Fast and Programmable Locomotion of Hydrogel-Metal Hybrids under Light and Magnetic Fields
Li, C.; Lau, G. C.; Yuan, H.; Aggarwal, A.; Dominguez, V. L.; Liu, S.; Sai, H.; Palmer, L. C.; Sather, N. A.; Pearson, T. J.; Freedman, D. E.; Amiri, P. K.; Olvera de la Cruz, M.; Stupp, S. I. Sci. Robot. 2020, 5, eabb9822.
Optically Addressable Molecular Spins for Quantum Information Processing
Bayliss, S. L.*; Laorenza, D. W.*; Mintun, P. J.; Kovos, B. D.; Freedman, D. E.; Awschalom, D. D. Science 2020, 370, 1309-1312.

*These authors contributed equally to this work.

Check it out! This work was highlighted by, Physics World, and the University of Chicago.

Trigonal Bipyramidal V3+ Complex as an Optically Addressable Molecular Qubit Candidate
Fataftah, M. S.; Bayliss, S. L.; Laorenza, D. W.; Wang, X.; Wilson, B.; Mintun, P. J.; Kovos, B. D.; Phelan, B.; Wasielewski, M. R.; Han, S.; Sherwin, M.; Awschalom, D. D.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 20400-20408.

Spin and Phonon Design in Modular Arrays of Molecular Qubits
Yu, C.-J.; von Kugelgen, S. W.; Krzyaniak, M. D.; Ji, W.; Dichtel, W. R.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. Chem. Mater. 2020, 32, 10200-10206.

Selected to be featured in ACS Editors’ Choice!

Orbital Energy Mismatch Engenders High-Spin Ground States in Heterobimetallic Complexes
Coste, S. C.; Pearson, T. J.; Altman, A. B.; Klein, R. A.; Finney, B. A.; Hu, M. Y.; Alp, E. E.; Vlaisavljevich, B.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2020, 11, 9971-9977.

Click here to read a Research Highlight from Nature Reviews Chemistry on this work!

Nickel(II) Metal Complexes as Optically Addressable Qubit Candidates
Wojnar, M. K.; Laorenza, D. W.; Schaller, R.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 14826-14830.

This work was recently spotlighted by JACS!

Exploiting Chemistry and Chemical Systems for Quantum Information Science
Wasielewski, M. R.; Forbes, M. D. E.; Frank, N. L.; Kowalski, K.; Scholes, G. D.; Yuen-Zhou, J.; Baldo, M. A.; Freedman, D. E.; Goldsmith, R. H.; Goodson, III, T.; Kirk, M. L.; McCusker, J. K.; Ogilvie, J. P; Schultz, D. A.; Stoll, S.; Whaley, K. B. Nat. Rev. Chem. 2020, 4, 490-504.
Pressure Induced Collapse of Magnetic Order in Jarosite
Klein, R. A.; Walsh, J. P. S.; Clarke, S. M.; Liu, Z.; Alp, E. E.; Bi, W.; Meng, Y.; Altman, A. B.; Chow, P.; Xiao, Y.; Norman, M. R.; Rondinelli, J. M.; Jacobsen, S. D.; Puggioni, D.; Freedman, D. E. Phys. Rev. Lett. 2020, 125, 077202.

Control of the Porosity in Manganese Trimer-Based Metal Organic Frameworks by Linker Functionalization
Mian, M. R.; Afrin, U.; Fataftah, M.; Idrees, K.; Islamoglu, T.; Freedman, D. E.; Farha, O. K. Inorg. Chem. 2020, 59, 8444−8450.
News & Views:
Taking Titanium for a Spin
Collins, K. A.; Freedman, D. E. Nat. Chem. 2020, 12, 670-671.
Synthetic Investigation of Competing Magnetic Interactions in 2D Metal-Chloranilate Radical Frameworks
Collins, K. A.; Saballos, R. J.; Fataftah, M. S.; Puggioni, D.; Rondinelli, J. M.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2020, 11, 5922–5928.

Part of the 2020 Chemical Science HOT Article Collection!

Introduction of Spin Centers in Single Crystals of Ba2CaWO6-δ
Sinha, M; Pearson, T. J.; Scheie, A. O.; Reeder, T. R.; Vivanco, H. K.; Freedman, D. E.; Phelan, W. A.; McQueen, T. M. Phys. Rev. Mat. 2019, 3, 125002.

A Chemical Path to Quantum Information
von Kugelgen, S. W.; Freedman, D. E. Science 2019, 366, 1070–1071.
Magnetic Anisotropy in Heterobimetallic Complexes
Coste, S. C.; Pearson, T. J.; Freedman, D. E. Inorg. Chem. 2019, 58, 11893–11902.

Part of the Invited Special Forum Issue Paradigm Shifts in Magnetism: From Molecules to Materials!
Metal–Ligand Covalency Enables Room Temperature Molecular Qubit

Fataftah, M. S.; Krzyaniak, M. D.; Vlaisavljevich, B.; Wasielewski, M. R.; Zadrozny, J. M.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2019, 10, 6707–6714.

High-Pressure Synthesis of the BiVO3 Perovskite
Klein, R. A.; Altman, A. B.; Saballos, R. J.; Walsh, J. P. S.; Tamerius, A. D.; Meng, Y.; Puggioni, D.; Jacobsen, S. D.; Rondinelli, J. M.; Freedman, D. E. Phys. Rev. Mater. 2019, 3, 64411.

MnBi2: A Metastable High-Pressure Phase in the Mn–Bi System
Walsh, J. P. S.; Clarke, S. M.; Puggioni, D.; Tamerius, A. D.; Meng, Y.; Rondinelli, J. M.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. Chem. Mater. 2019, 31, 3083–3088.

Controlling Dimensionality in the Ni–Bi System with Pressure
Clarke, S. M.; Powderly, K. M.; Walsh, J. P. S.; Yu, T.; Wang, Y.; Meng; Y.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. Chem. Mater. 2019, 31, 955–959.

This work was highlighted in a Science Highlight by the Advanced Photon Source at Argonne National Laboratory!
A Concentrated Array of Copper Porphyrin Candidate Qubits
Yu, C.-J.; Krzyaniak, M. D.; Fataftah, M. S.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2019, 10, 1702–1708.

Progress Towards Creating Optically Addressable Molecular Qubits
Fataftah, M. S.; Freedman, D. E. Chem. Commun. 2018, 54, 13773–13781.

First Reaction:
Size Determines Efficacy of Nanoparticle Magnetoresistance
Pearson, T. J.; Freedman, D. E. ACS Cent. Sci. 2018, 4, 1092–1094.
Discovery of Cu3Pb
Tamerius, A. D.; Clarke, S. M.; Gu, M.; Walsh, J. P. S.; Esters, M.; Meng, Y.; Hendon, C. H.; Rondinelli, J. M.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12809–12813.

This work was highlighted in an article from ChemistryViews!

Impact of Pressure on Magnetic Order in Jarosite
Klein, R. A.; Walsh, J. P. S; Clarke, S. M.; Guo, Y.; Bi, W.; Fabbris, G.; Meng, Y.; Haskel, D.; Alp, E. E.; Van Duyne, R. P.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12001–12009.

This work was highlighted in a JACS Spotlight, in a Science Highlight by the Advanced Photon Source at Argonne National Laboratory, in a HPCAT Science Highlight, and was selected for a JACS front cover!
Octacyanometallate Qubit Candidates
Pearson, T. J.; Laorenza, D.; Krzyaniak, M.; Wasielewski M. R.; Freedman, D. E. Dalton Trans. 2018, 47, 11744–11748.

In honor of Kim Dunbar’s 60th birthday.
High-Pressure Synthesis: A New Frontier in the Search for Next-Generation Intermetallic Compounds
Walsh, J. P. S.; Freedman, D. E. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 1315–1323.

High-Pressure Discovery of β-NiBi
Powderly, K. M.; Clarke, S. M.; Amsler, M.; Wolverton C.; Malliakas, C. D.; Meng, Y.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. Chem. Commun. 2017, 53, 11241–11244.

Magnetic Anisotropy from Main Group Elements: Halide versus Group 14 Elements
Coste, S. C.; Vlaisavljevich, B.; Freedman, D. E. Inorg. Chem. 2017, 56, 8195–8202.

Probing Nuclear Spin Effects on Electronic Spin Coherence via EPR Measurements of Vanadium (IV) Complexes
Graham, M. J.; Krzyaniak, M.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. Inorg. Chem. 2017, 56, 8106–8113.

Creating Binary Cu–Bi Compounds via High-Pressure Synthesis: A Combined Experimental and Theoretical Study
Clarke, S. M.; Amsler, M.; Walsh, J. P. S.; Yu, T.; Wang, Y.; Meng, Y.; Jacobsen, S. D.; Wolverton, C.; Freedman, D. E. Chem. Mater. 2017, 29, 5276–5285.

This work was highlighted as part of the Emerging Investigators in Solid-State Inorganic Chemistry virtual issue!
A Porous Array of Clock Qubits
Zadrozny, J. M.; Gallagher, A. T.; Harris, T. D.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7089–7094.

This work was highlighted in the JACS Young Investigator virtual issue!
Forging Solid-State Qubit Design Principles in a Molecular Furnace
Graham, M. J.; Zadrozny, J. M.; Fataftah, M. S.; Freedman, D. E. Chem. Mater. 2017, 29, 1885–1897.

Synthetic Approach to Determine the Effect of Nuclear Spin Distance on Electronic Spin Decoherence
Graham, M. J.; Yu, C.-J; Krzyaniak, M.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3196–3201.

This work was highlighted in the JACS Young Investigator virtual issue!
Preview Article:
Using Supramolecular Chemistry to Build Quantum Logic Gates
Walsh, J. P. S.; Freedman, D. E. Chem 2016, 1, 668–669.
Discovery of FeBi2
Walsh, J. P. S.; Clarke, S. M.; Meng, Y.; Jacobsen, S. D.; Freedman, D. E. ACS Cent. Sci. 2016, 2, 867–871.

This work was highlighted by Science Magazine, ACS Central Science, Chemistry World, C&E News, Chemistry Views,, Futurism, HPCAT, and CDAC, and was also featured on the ACS Central Science homepage!
Long Coherence Times in Nuclear Spin-Free Vanadyl Qubits
Yu, C.-J.; Graham, M. J.; Zadrozny, J. M.; Niklas, J.; Krzyaniak, M.; Wasielewski, M. R.; Poluektov, O. G.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14678–14685.
Discovery of a Superconducting Cu–Bi Intermetallic Compound by High-Pressure Synthesis
Clarke, S. M.; Walsh, J. P. S.; Amsler, M.; Malliakas, C. D.; Yu, T.; Goedecker, S.; Wang, Y.; Wolverton, C.; Freedman, D. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13446–13449.
Enhancement of Magnetic Anisotropy in a Mn–Bi Heterobimetallic Complex
Pearson, T. J.; Fataftah, M. S.  Freedman, D. E. Chem. Commun. 2016, 52, 11394–11397.
Unexpected Suppression of Spin-Lattice Relaxation via High Magnetic Field in a High-Spin Iron(III) Complex
Zadrozny, J. M.; Graham, M. J.; Krzyaniak, M. D.; Wasielewski, M. R.; Freedman, D. E. Chem. Commun. 2016, 52, 10175–10178.
Transformation of the Coordination Complex [Co(C3S5)2]2− from a
Molecular Magnet to a Potential Qubit

Fataftah, M. S.; Coste, S. C.; Vlaisavljevich, B.; Zadrozny, J. M.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2016, 7, 6160–6166.
Employing Forbidden Transitions as Qubits in a Nuclear Spin-Free Chromium Complex
Fataftah, M. S.; Zadrozny, J. M.; Coste, S. C.; Graham, M. J.; Rogers, D. M.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 1344–1348.
A Flexible Iron(II) Complex in which Zero-Field Splitting is Resistant to Structural Variation
Zadrozny, J. M.; Greer, S. M.; Hill, S.; Freedman, D. E. Chem. Sci. 2016, 7, 416–423.
Qubit Control Limited by Spin–Lattice Relaxation in a Nuclear Spin–Free Iron(III) Complex
Zadrozny, J. M.; Freedman, D. E. Inorg. Chem. 2015, 54, 12027–12031.
Millisecond Coherence Time in a Tunable Molecular Electronic Spin Qubit
Zadrozny, J. M.; Niklas, J.; Poluektov, O. G.; Freedman, D. E. ACS Cent. Sci. 2015, 1, 488–492.

This work was highlighted by ACS Central Science, Daily Mail, and!
Multiple Quantum Coherences from Hyperfine Transitions in a Vanadium(IV) Complex
Zadrozny, J. M.; Niklas, J.; Poluektov, O. G.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15841–15844.
A Mononuclear Transition Metal Single-Molecule Magnet in a Nuclear Spin-Free Ligand Environment
Fataftah, M. S.; Zadrozny, J. M.; Rogers, D. M.; Freedman, D. E. Inorg. Chem. 2014, 53, 10716–10721.
Influence of Electronic Spin and Spin–Orbit Coupling on Decoherence in Mononuclear Transition Metal Complexes
Graham, M. J.; Zadrozny, J. M.; Shiddiq, M.; Anderson, J. S.; Fataftah, M. S.; Hill, S.; Freedman, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7623–7626.

This work was highlighted by JACS and the National High Magnetic Field Laboratory!
Accelerating Functional Materials Discovery
Rondinelli, J. R.; Benedek, N. A.; Freedman, D. E.; Kavner,  A.; Rodriguez, E. E.; Toberer, E. S.; Martin, L. W. Am. Ceram. Soc. Bull. 2013, 92, 14.

Publications from previous research

Magnetic Transitions in the Topological Magnon Insulator Cu(1,3-bdc)
Chisnell, R.; Helton, J. S.; Freedman, D. E.; Singh, D. K.; Demmel, F.; Stock, C.; Nocera, D. G.; Lee, Y. S. Phys. Rev. B 2016, 93, 214403.
Topological Magnon Bands in a Kagome Lattice Ferromagnet
Chisnell, R; Helton, J. S.; Freedman, D. E.; Singh, D. K.; Bewley, R. I.; Nocera, D. G.; Lee, Y. S. Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 147201.
Thermodynamic Properties of the Quantum Spin Liquid Candidate ZnCu3(OH)6Cl2 in High Magnetic Fields
Han, T.-H.; Chisnell, R.; Bonnoit, C. J.; Freedman, D. E.; Zapf, V. S.; Harrison, N.; Nocera, D. G.; Takano, Y.; Lee, Y. S. arXiv:1402.2693 [cond-mat.str-el] 2014.
Frustrated Magnetism in a Ni2+ Kagomé Lattice BaNi3(OH)2(VO4)2
Freedman, D. E.; Chisnell, R.; McQueen, T. M.; Lee, Y. S.; Payen, C.; Nocera, D. G. Chem. Commun. 2012, 48, 64–66.
CdCu3(OH)6Cl2: A New Layered Hydroxide Chloride
McQueen, T. M.; Han, T. H.; Freedman, D. E.; Stephens, P. W.; Lee, Y. S.; Nocera, D. G. J. Solid State Chem. 2011, 184, 3319–3323.
Dinitrogen Binding at Vanadium in a Tris(alkoxide) Ligand Environment
Groysman, S.; Villagran, D.; Freedman, D. E.; Nocera, D. G. Chem. Commun. 2011, 47, 10242–10244.
Slow Magnetic Relaxation in a Family of Trigonal Pyramidal Iron(II) Pyrrolide Complexes
Harman, W. H.; Harris, T. D.; Freedman, D. E.; Fong, H.; Chang, A.; Rinehart, J. D.; Ozarowski, A.; Sougrati, M. T.; Grandjean, F.; Long, G.; Long, J. R.; Chang, C. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 18115–18126.
Site Specific X-ray Anomalous Dispersion of the Geometrically Frustrated Kagomé Magnet, Herbertsmithite, ZnCu3(OH)6Cl2
Freedman, D. E.; Han, T. H.; Prodi, A.; Muller, P.; Huang, Q.-Z. Chen, Y.-S.; Webb, S. M.; Lee, Y. S.; McQueen, T. M.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (45), 16185–16190.
Slow Magnetic Relaxation and Charge Transfer in Cyano-Bridged Coordination Clusters Incorporating [Re(CN)7]4−/3−
Zadrozny, J. M.; Freedman, D. E.; Jenkins, D. M; Harris, T. D.; Iavarone, A. T.; Harte, E; Mathonière, C.; Clérac, R.; Long, J. R. Inorg. Chem. 2010, 49, 8886–8896.
A Cu2+(S = 1/2) Kagomé Antiferromagnet: MgxCu4−x(OH)6Cl2
Chu, S.; McQueen, T. M.; Chisnell, R.; Freedman, D. E.; Muller, P.; Lee, Y. S.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5570–5571.
Slow Magnetic Relaxation in a High-Spin Iron (II) Complex
Freedman, D. E.; Harman, W. H.; Harris, T. D.; Long, G. J.; Chang, C. J.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1224–1225.
Strong Magnetic Coupling in Two Molecules Incorporating [Cr(CN)6]3− and [Mo(CN)6]3−
Freedman, D. E.; Jenkins, D. M.; Long, J. R. Chem. Commun. 2009, 4829–4831.
A Redox-Switchable Single-Molecule Magnet Incorporating [Re(CN)7]3−
Freedman, D. E.; Jenkins, D. M.; Iavarone, A. T.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2884–2885.
2,3-Dihydroxy-N-methylbenzamide monohydrate
Escalada, J.; Freedman, D.; Werner, E. J. Acta Cryst. 2004, E60, o1296–o1298.