研究人员报告了揭示和表征石墨烯纳米带边缘态自旋极化的新方法

由科学家David Serrate领导的一个科学家团队首次对石墨烯纳米结构的磁性行为进行了成像。该团队不仅揭示了窄石墨烯带（~2 nm）的磁性状态，而且还展示了他们开发的用于对任何平面纳米石墨烯进行磁性表征的方法。

从专门设计的有机前体开始，研究人员将带直接合成到磁性表面上，获得原子级精确的边缘，其中包含锯齿形石墨烯片段的交替序列。这种几何形状强烈地将石墨烯电子云限制在边缘周围，从而导致石墨烯纳米结构固有磁性的不稳定性——考虑到带仅由非磁性碳和氢原子形成，这是一个值得注意的事实。

选择的检测方法是自旋极化STM技术，这是一种显微镜，可以捕获样品和原子级锋利的针之间流动的电流图像，能够计算有多少电子在一种或另一种磁化下移动。

石墨烯纳米结构是具有定制磁性和量子特性的电子态工程的有前途的平台。自下而上的合成技术已成功生产出具有受控尺寸、形状和边缘拓扑的原子级完美结构。它们的多功能性、低生产成本以及在量子领域内的自然长度尺度，使它们成为硅基电子设备的绝佳替代品。这方面的未来研究将解决保持量子特性并增强此类带的量子相干性的挑战。

“几年后，我们将能够提供自组装有机量子比特的概念证明……希望如此！”阿拉贡纳米科学与材料研究所的科学家、该项目的负责人David Serrate说道 。

该团队包括来自INMA、DIPC（Donostia 国际物理中心）、CINN（CSIC 奥维多大学纳米材料与纳米技术研究中心）、CFM（巴斯克大学 CSIC 材料物理中心）和CIQUS（Centro Singular）的研究人员de investiguación en Química Biológica y Materiales Moleculares, 圣地亚哥德孔波斯特拉大学）在位于萨拉戈萨的实验室de Microscopías Avanzadas (LMA) 进行了整个实验工作，该实验室是萨拉戈萨大学的一个单一科学技术基础设施 (ICTS)，与阿拉贡纳米科学与材料研究所 (INMA)。