具有单个碳空位的石墨烯中$\pi$电子的竞争磁性

石墨烯中一个引人注目的发现是空位诱导的磁性，它凸显了局域磁矩与传导电子之间有趣的相互作用。在密度泛函理论框架下，目前对基态的理解是：Stoner 不稳定性导致了$\pi$电子的铁磁性，其自旋方向与$\sigma$悬挂键的局域磁矩一致，且在低空位浓度下诱导的$\pi$磁矩消失。然而，观测到的 Kondo 效应表明，空位周围的$\pi$电子应与局域磁矩发生反铁磁耦合，并携带非零磁矩。在此，我们提出一种兼具显著面外位移和与局域$\sigma$磁矩反铁磁耦合的$\pi$能带的相为基态。基于我们提供的特征，自旋分辨 STM、STS 和 ARPES 测量有望验证这一新提出的相。