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解开石墨烯三角形薄片三个强人的穿越之旅的磁性

纳米技术 2022-03-31 23:58:06

作者:Elhuyar Fundazioa 信用:Elhuyar Fundazioa 石墨烯是一种反磁性材料,它不会变得有磁性

然而,一片三角形的石墨烯被预测具有磁性

这种明显的矛盾是石墨烯薄片结构中“神奇”形状的结果,它迫使电子在一个方向上更容易“旋转”

三角形是一种三角形的石墨烯薄片,它拥有一个净磁矩:它是一种石墨烯纳米大小的磁铁

这种磁性状态为这些纯碳磁体在技术中的应用打开了迷人的前景

然而,由于缺乏明确的实验证据,对三角烯磁性的稳健预测受到了阻碍,因为在溶液中通过有机合成方法生产三角烯是困难的

这种分子的双自由基特性使它非常活泼,很难制造,而且在少数成功的例子中,磁性似乎非常难以捉摸

在发表在《物理评论快报》上的一项新研究中,使用扫描隧道显微镜重新审视了这一挑战

在干净的金表面上组装了一块三角形的石墨烯后,高分辨率扫描隧道光谱测量显示,这种化合物具有净磁性态,其特征是自旋为S=1的基态,因此,这种分子是一种小的纯碳顺磁性体

这些结果是高自旋石墨烯薄片的首次实验演示

实验中偶尔发现的氢钝化的三角形烯副产物的原子操作步骤进一步补充了这些发现

通过在实验中控制去除这些额外的氢原子,薄片的自旋状态可以从封闭壳层的双氢化结构改变为中间的S=1/2自旋状态,并最终改变为理想分子结构的高自旋S=1状态

在没有磁量子化轴(可通过自旋极化扫描隧道显微镜检测)或磁各向异性(可通过自旋翻转非弹性隧道光谱检测)的情况下,自旋状态的实验证明并不简单

在这项工作中,自旋信号是从屏蔽不足的近藤效应中获得的——这是20世纪60年代描述的标准近藤效应的奇异版本——它可能出现在高自旋系统中

它在金属上的石墨烯薄片中的观察以前从未被报道过,这为理解自旋与表面的相互作用带来了新的见解

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