王世勇

该研究拓展了一种新的[2+2+2]咪唑环三聚表面化学反应，在Au（111）单晶衬底表面成功合成出了氮掺杂纳米石墨烯，使用STM/（nc-AFM）技术对其精确化学结构进行了表征，并观测到了其中的集体量子磁性，与海森堡量子自旋模型吻合。

该工作聚焦在量子材料前沿领域，利用交叉学科的方法，首次在固体表面实现了类咪唑分子的[2+2+2]环三聚化反应，在单个自旋精度下，对异元素掺杂的量子磁体中关联量子行为进行了系统的研究，理论与实验能够很好地符合。所建立的合成方法为在扩展的纳米石墨烯网络中实现新的量子相提供了一个有效的途径。

继成功合成了原子级精确可控的磁性纳米石墨烯结构以后（PhysRevLett.124.147206）, 该课题组深入研究了该体系中π电子的磁交换机制，并成功在π电子体系中实现了铁磁基态和反铁磁基态的可控转变。除此之外，通过调控π电子的零能波函数的交叠，实现了高达42meV的反铁磁耦合强度，可以用于设计高于室温的自旋电子器件。相关研究结果可以用于制备更为复杂的碳基磁性结构，进而探测其量子自旋效应。