具有非对称锯齿边缘延伸的扶手椅型石墨烯纳米带中的耦合自旋态
介观与纳米尺度物理
2023-07-19 v2 材料科学
摘要
碳基磁性结构有望比传统磁性材料具有显著更长的相干时间，这对自旋电子学应用至关重要。实现碳基磁矩的一种巧妙方法是设计石墨烯纳米结构，使其碳蜂窝晶格的两个子晶格占据数不平衡。根据 Lieb 定理，这会诱导出与子晶格不平衡成正比的局域磁矩。因此，在石墨烯纳米材料中精确定位子晶格不平衡的纳米结构，为控制诱导局域磁矩之间的相互作用以及获得具有磁性非平凡基态的石墨烯纳米材料提供了一条途径。本文中，我们展示了可以基于非对称锯齿边缘延伸，将这种子晶格不平衡的纳米结构引入到大带隙扶手椅型石墨烯纳米带中，这是通过在石墨烯纳米带的自下而上制备过程中引入专门设计的前驱单体来实现的。对一个孤立且电子解耦的锯齿边缘延伸进行扫描隧道谱测量，揭示了与理论预测一致的 Hubbard 劈裂态。对此类锯齿边缘延伸对的研究揭示了，根据非对称边缘延伸的相对排列，磁性相互作用可以是铁磁、反铁磁或淬灭的。此外，沿纳米带轴线的锯齿边缘延伸周期图案展示了一条铁磁自旋链。这项工作为设计和制备具有复杂磁性基态的基于石墨烯纳米带的自旋链开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2005.02147,
title = {Coupled spin states in armchair graphene nanoribbons with asymmetric zigzag edge extensions},
author = {Qiang Sun and Xuelin Yao and Oliver Groning and Kristjan Eimre and Carlo A. Pignedoli and Klaus Müllen and Akimitsu Narita and Roman Fasel and Pascal Ruffieux},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02147},
year = {2023}
}