解开三角形石墨烯片的“魔法”磁性

时间：2022-01-31 10:58:06来源：

预测三角形石墨烯是磁性的。

石墨烯是抗磁性材料，这是不能成为磁性的。然而，预测三角形的石墨烯片是磁性的。这种明显的矛盾是石墨烯薄片结构中的“魔法”形状的结果，该形状在一个方向上迫使电子以更容易地“旋转”。三角形是三角形石墨烯片，其具有净磁矩：它是石墨烯纳米尺寸磁体。该磁性状态开启了在技术中使用这些纯碳磁体的迷人观点。

然而，由于没有明确的实验证据而稳定的三角形磁体的稳健预测，因为通过溶液中的有机合成方法生产三角形的生产。该分子的双自由基特征使其具有非常可反应且难以制造的，并且磁性在这几个成功的情况下似乎非常难以捉摸。

在一项新的研究中，在物理审查信中发布，使用扫描隧道显微镜（STM）重新审视该挑战。在用清洁的金表面上组装三角形的石墨烯之后，高分辨率扫描隧道光谱测量显示，该化合物具有旋转S = 1个研磨状态的净磁性状态，因此该分子是小的，纯碳PARAMAGNET。这些结果是高旋转石墨烯片的首次实验证明。

结果进一步互补的氢钝化三角形侧面产品的原子操作步骤偶尔发现在实验中。通过对这些额外的氢原子进行控制在实验中，可以从封闭壳，双氢化结构中修饰薄片的旋转状态，到中间S = 1/2旋转状态，最后到高自旋S = 1理想分子结构的状态。

在不存在磁量化轴（通过旋转偏振STM检测的磁性各向异性（可检测的旋转式非弹性隧道谱检测）的情况下，旋转状态的实验证明并不简单。在这项工作中，旋转签名是从不平衡的kondo效应获得的 - 20世纪60年代描述的标准Kondo效应的异国情调版本 - 这可能在高自旋系统中产生。它以前尚未报道其在金属上的石墨烯片上的观察，并在这里提出了对理解与表面相互作用的旋转的新颖见解。

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参考：“揭开三角形石墨烯纳米蛋糕的三角形地面状态，在金属表面上由金属表面上的原子精度，索非亚萨兹，耶稣Castro-Esteban，曼
努埃尔·维拉斯 - 瓦雷拉，尼克拉斯弗里德里希，托马斯·弗雷德里克森，迭戈佩娜和何塞·伊格西奥·皮斯（4月27日） 2020年，物理评论字母.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.177201

这项工作是Donostia国际物理中心（DIPC）和CIC Nanogune，San Sebastian的研究机构以及CIQUS的有机综合集团在圣地亚哥德·普罗斯特拉的有富有成效的合作的结果。