石墨烯纳米结构中未配对的p电子产生的π磁性具有弱自旋轨道耦合、长自旋相干时间和相干长度等特点，在自旋电子学和量子计算中具有潜在的应用价值。原子级精准设计调控纳米石墨烯链中自旋耦合的强度和方式，能够实现多种磁基态构筑。通常，纳米石墨烯的π磁性通过锯齿型边界等非凯库勒结构产生，其反应活性高，合成难度大。2021年，基于三角烯的自旋-1反铁磁链通过表面在位化学反应方法合成。但是，由于缺乏合适的构筑单元及高效的聚合反应策略，其他磁基态的纳米石墨烯链的合成仍面临挑战。其中，自旋-1/2反铁磁海森堡链作为最基础的磁相互作用量子模型，其实验构筑有望为量子模拟与量子计算等研究提供平台。
中国科学院院士、物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员高鸿钧带领的联合研究团队，对自旋-1/2反铁磁海森堡链构筑及其自旋态调控开展了研究。该研究发展了全新的表面合成策略，利用氮杂原子邻位碳氢活化反应构筑出纳米石墨烯链状聚合物。研究运用化学键分辨的非接触式原子力显微镜，对这一聚合物链的化学结构进行成像，并结合其端基结构阐明了反应机制。该聚合物各单元中心的二氮掺杂与基底间发生电荷转移，生成S=1/2净自旋。这些自旋相互耦合表现出与链长奇偶性相关的磁基态。研究通过测量非弹性隧穿谱，在具有偶数个单元的聚合物链上发现了自旋激发，而在具有奇数个单元的聚合物链上发现了强度调制的近藤共振。基于自旋-1/2反铁磁海森堡模型的计算模拟显示，偶数聚合物链的磁基态为自旋单重态，其费米面附近表现为相对于零偏压对称的自旋激发信号，而奇数聚合物链的磁基态为自旋双重态，其净自旋主要分布在聚合物的奇数单元上，因此，其奇数单元上出现近藤共振，而偶数单元仅表现为自旋激发。随着链长增加，实验观测到的自旋激发能隙呈指数级衰减。这一现象与理论模型中无限长链上的零能隙自旋激发相吻合。
上述研究创造性地利用碳氢活化反应构筑出纳米石墨烯聚合物链，通过氮掺杂引入π磁性发现其自旋量子态的奇偶效应以及可能存在的零能隙自旋激发。这是在国际上首次构筑出基于纳米石墨烯的自旋-1/2反铁磁海森堡链，为未来有机纳米自旋电子学的应用奠定了基础，并为量子模拟和量子计算等研究提供了平台。
相关研究成果以Building spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg chains with diaza-nanographenes为题，发表在《自然-合成》（Nature Synthesis）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国科学院相关项目的支持。
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基于氮掺杂纳米石墨烯的自旋-1/2反铁磁海森堡链的构筑及其自旋态调控
11月13日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心高栋研究组等在《自然-遗传学》（Nature Genetics）上，发表了题为JAK/STAT signaling maintains an intermediate cell population during prostate basal cell fate det 金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域具有潜在的应用价值。当前，金属表面超疏水性能的实现依赖于传统的二元协同设计思想，即在材料表面制作微/纳米结构，进而采用低表面能有机物进行修饰。这种依靠粘附 “努力培养更多高素质新闻传播人才，为党的宣传思想文化事业发展作出新的贡献”。在中国传媒大学建校70周年之际，习近平总书记给学校全体师生回信，向全校师生员工、广大校友致以祝贺和问候，寄以期待与厚望。 殷殷关 新华网北京11月14日电 今日，教育部举办新闻发布会， 教育部职业教育与成人教育司司长彭斌柏介绍了我国职业教育改革发展的总体情况。彭斌柏介绍，党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 周洪松 通讯员 马利）秋韵正浓时，河北保定市满城区早慧幼儿园里喜气满园，一场别开生面的“二十四节气中医智慧健康教育分享活动”于近日举行。满城区教体局于今 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 李觅 记者 阳锡叶）日前，湖南省高雅艺术进校园活动启动仪式暨话剧《深海养牛人》首演在湖南大剧院举行，1200余名师生观看了演出。湖南省高雅艺术进校园活动由 。本文链接：科学家构筑出基于纳米石墨烯的自旋-1/2反铁磁海森堡链http://www.sushuapos.com/show-12-824-0.html
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