六方氮化硼嵌入式锯齿形石墨烯纳米带的磁序特征及其自旋电子学应用

来自国际团队的研究人员通过氮空位中心显微镜(NV-centre microscopy)和各向异性磁电阻(AMR)测量，成功揭示了嵌入式六方氮化硼(hBN)中锯齿形石墨烯纳米带(zGNRs)的磁性证据。该研究攻克了石墨烯锯齿边缘磁态实验验证的难题，制备出通道长度<50 nm的9 nm宽zGNR晶体管，在4 K下观测到明显的法布里-珀罗干涉图案和高达175 Ω(1.3%)的室温稳定AMR效应，为石墨烯自旋电子器件开发提供了理想平台。

　　

锯齿形边缘的石墨烯纳米带(zGNRs)被理论预测具有独特的磁性电子态，这种特性对开发下一代自旋电子器件至关重要，但实验验证始终面临挑战。最新研究将zGNRs精准嵌入六方氮化硼(hBN)晶格，这种"保护壳"结构显著提升了边缘稳定性。研究团队首先采用扫描氮空位中心(NV-centre)显微镜技术，首次直接观测到zGNRs的磁信号。

随后制备的突破性器件令人振奋：通道长度小于50纳米的9纳米宽zGNR晶体管，在4开尔文低温下展现出清晰的法布里-珀罗(Fabry-Pérot)量子干涉条纹，证实了电子传输的相干性。更引人注目的是，器件表现出高达175欧姆(相对变化1.3%)的显著各向异性磁电阻(AMR)效应，且该效应在室温以上仍保持稳定。

这些发现为zGNR边缘态存在强健磁有序提供了确凿证据。hBN封装的zGNR体系犹如为自旋信息传输量身定制的"量子高速公路"，不仅解决了传统石墨烯器件边缘退相干难题，更为实现室温工作的石墨烯自旋逻辑器件铺平了道路。该突破性进展将推动二维材料自旋电子学向实用化迈进一大步。