作者:Gucheng Zhu、Yashi Jiang、Ying Wang、Bing-Xin Wang、Yuqiang Zheng、Yufeng Liu、Li-Xia Kang、Zhanbo Li、Dandan Guan、Yaoyi Li、Hao Zheng、Canhua Liu、Jinfeng Jia、Tao Lin、Pei-Nian Liu、Deng-Yuan Li、Shiyong Wang
DOI:10.1021/jacs.2c10711
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The emergence of quantum magnetism in nanographenes provides ample opportunities to fabricate purely organic devices for spintronics and quantum information. Although heteroatom doping is a viable way to engineer the electronic properties of nanographenes, the synthesis of doped nanographenes with collective quantum magnetism remains elusive. Here, a set of nitrogen-doped nanographenes (N-NGs) with atomic
纳米石墨烯中量子磁性的出现为制造用于自旋电子学和量子信息的纯有机器件提供了充足的机会。尽管杂原子掺杂是设计纳米石墨烯电子特性的可行方法,但合成具有集体量子磁性的掺杂纳米石墨烯仍然难以实现。在这里,通过咪唑 [2+2+2]-环三聚和环化脱氢反应的组合,在 Au(111) 上制备了一组具有原子精度的氮掺杂纳米石墨烯 (N-NG)。高分辨率扫描探针显微镜测量揭示了具有三个自由基的纳米石墨烯的集体量子磁性的存在,其光谱特征无法通过平均场密度泛函理论计算捕获,但可以通过海森堡自旋模型计算很好地再现。此外,还揭示了 N-NG 的磁交换相互作用机制,并与纯碳氢化合物进行了比较。我们的研究结果证明了原子级精确 N-NG 的自下而上合成,可用于制造低维扩展石墨烯纳米结构以实现有序量子相。