锯齿边缘石墨烯纳米带与周期性卟啉边缘延伸的强耦合量子材料

来自国际团队的研究人员通过表面合成技术，成功制备出具有锯齿边缘的石墨烯纳米带（ZGNRs）与卟啉分子的杂化体系。该研究解决了自旋电子器件中远程金属中心间磁耦合调控的难题，利用扫描探针技术证实了卟啉与纳米带间显著的π-d电子耦合作用，为量子器件的相干电控自旋提供了新型材料平台。

　　

具有锯齿边缘的石墨烯纳米带(ZGNRs)因其可调带隙和自旋极化边缘态，一直是自旋电子学器件研究的明星材料。而卟啉分子则以其独特的光电特性著称。研究人员创新性地通过表面合成技术，将卟啉分子横向融合到ZGNRs骨架中，构建了杂化纳米带系统。

扫描探针研究揭示，这种设计实现了卟啉与纳米带之间强烈的电子耦合。当引入过渡金属卟啉时，π电子系统能够介导远距离金属中心间的显著交换耦合。这种杂化的d电子和π电子纳米带系统，为碳基纳米材料引入了自旋轨道耦合和磁各向异性特性。

这项突破性工作不仅拓展了碳基量子材料的性能边界，更为实现电子自旋的相干电控提供了全新材料体系，在量子计算和自旋电子器件领域展现出巨大应用潜力。