解开石墨烯三角形薄片的磁性
石墨烯是一种抗磁性材料，这是不能变成磁性的。然而，一块三角形的石墨烯预计具有磁性。这种明显的矛盾是石墨烯薄片结构中“神奇”形状的结果，它迫使电子更容易向一个方向“旋转”。Triangulene 是三角形石墨烯薄片，具有净磁矩：它是石墨烯纳米尺寸的磁体。这种磁性状态为在技术中使用这些纯碳磁铁开辟了迷人的前景。
然而，由于缺乏明确的实验证据，三角铁磁性的可靠预测陷入困境，因为在溶液中通过有机合成方法生产三角铁很困难。这种分子的双自由基特性使其具有很强的反应性且难以制造，而且在少数成功案例中，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 (STM) 重新审视了这一挑战。在干净的金表面上组装三角形状石墨烯后，高分辨率扫描隧道光谱测量显示该化合物具有以自旋 S=1基态为特征的净磁态，因此，该分子是一个小分子，纯碳顺磁体。这些结果是高自旋石墨烯薄片的首次实验证明。
实验中偶尔发现的氢钝化三角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，薄片的自旋态可以从封闭壳、双氢化结构改变为中间 S=1/2 自旋态，最后到高自旋 S =1 理想分子结构的状态。
在没有磁量化轴(可通过自旋极化 STM 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，自旋特征是从未筛选的近藤效应中获得的——这是 1960 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没有报道过，并为理解与表面相互作用的自旋带来了新的见解。
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