Construction de chaînes antiferromagnétiques de Heisenberg de spin-1/2 avec des diaza-nanographènes

Comprendre et concevoir le couplage des spins dans les nanomatériaux est d'une importance centrale pour la conception de dispositifs novateurs. Les nanostructures de graphène avec un magnétisme - offrent une plateforme chimiquement réglable pour explorer les interactions magnétiques quantiques. Cependant, réaliser des chaînes de spins présentant des effets pairs-impairs contrôlés avec des systèmes de nanographène appropriés est un défi. Ici, nous démontrons la synthèse réussie sur surface de chaînes antiferromagnétiques de Heisenberg de spin-1/2 avec une magnétisation dépendante de la parité, basées sur des unités de diaza-hexa-peri-hexabenzocoronène (diaza-HBC) anti-aromatiques. En utilisant différentes stratégies de synthèse, deux types de chaînes de spins avec des terminaux différents ont été synthétisées, toutes deux montrant un effet pair-impair robuste sur le couplage des spins le long de la chaîne. Des investigations combinées utilisant la microscopie à effet tunnel à balayage, la microscopie à force atomique sans contact, des calculs de théorie fonctionnelle de la densité et des modèles de spins quantiques ont confirmé les structures des chaînes diaza-HBC et révélé leurs propriétés magnétiques, ayant un spin S = 1/2 par unité grâce à un don d'électrons du noyau diaza-HBC vers le substrat Au (111). Des excitations gapées ont été observées dans les chaînes de nombres pairs, tandis qu'une résonance Kondo amplifiée est apparue dans les unités de nombres impairs des chaînes de nombres impairs en raison de la redistribution du spin non apparié le long de la chaîne. Nos résultats fournissent une stratégie efficace pour construire des chaînes de spins en nanographène et révèlent l'effet pair-impair dans leurs propriétés magnétiques, offrant des applications potentielles en spintronique à l'échelle nanométrique.