基于[2]三角烯分子单元构建的量子自旋1/2环

量子自旋环代表基本的模型系统，具有独特的量子现象——如量子临界行为和准粒子激发，源于其周期边界条件和增强的量子涨落。本文报告了由纯净且未修改的[2]三角烯单元在Au(111)表面上构建的反铁磁S=1/2量子自旋环的表面合成和原子尺度表征。通过逐步的表面合成 followed by STM tip诱导脱氢，我们精确构建了循环的五元和六元自旋环并通过扫描探针显微镜和多参考计算研究了其自旋状态。Nc-AFM成像显示，六元环保持平面几何结构，而五元环表现出显著的结构扭曲。六元环拥有均匀的激发间隙，可由Heisenberg自旋模型和多参考CASCI计算准确描述。相比之下，扭曲的五元环显示出具有非对称空间分布的自旋基态，由于结构扭曲导致的简并性分裂。我们的发现在具有无序性的循环有机磁性架构中建立了一个灵活的分子平台，用于探索相关磁性和量子自旋现象。