凯库勒烯分子中的涡旋

凯库勒烯是一种芳香烃,分子式为 C48H24,排列成如图 2 所示的闭合超环形状。它由 48 个自旋为 5/2 的 C 原子子晶格与 24 个自旋为 2 的氢子晶格构成。在本通讯中,我们使用蒙特卡洛模拟确定了凯库勒烯在若干温度(T)与偶极各向异性 (${\delta}$ = D/J) 下存在的磁结构。我们的结果显示低温下存在两个 regime,由 2.5 < ${\delta}$cross < 3.0 处的交叉分隔。对于 ${\delta}$ < ${\delta}$cross,基态具有唯一的涡旋构型。在 ${\delta}$ > ${\delta}$cross 区域出现涡旋-反涡旋(V-AV)排列。随着温度升高,涡旋结构失序并让位于小幅振荡。合成该分子的重要性在于有可能构建尺寸至少比早先提出的坡莫合金纳米点小 10 倍的真实平面结构。值得提及的是,凯库勒烯是一种原子厚度的平面结构,相较于其他纳米磁结构具有巨大优势。