权谋布景
“Janus”一词常用于刻画在两个相对的侧面或面上深入不同性能的材料。在二维材料边界，通过冲破顶层和底层对称性来创建永诀称的Janus材料，为增强谷自旋分裂、平面外压电和二次谐波产生等工程特质和功能斥地了一条有劝诱力的路线。将Janus材料的尺寸从二维减小到具有两种不同旯旮结构或拓扑结构的一维系统，尤其是那些在Janus锯齿旯旮石墨烯纳米带（JGNRs）中具有永诀称锯齿旯旮的系统，为结束一维铁磁量子自旋链和拼装多个量子比特创造了契机。同期，它还能在一维极限中创建铁磁传输通说念，该通说念不错承载豪阔自旋极化的电流，而无需像传统锯齿形旯旮石墨烯纳米带（ZGNRs）那样施加平面内电场、应变或进行化学官能化。
尽管已有表面尝试通过将三角形碎屑附着到ZGNRs的一个旯旮来冲破锯齿形结构对称性，但由此产生的铁磁情景愈加离域，且会蔓延到三角形碎屑中。此外，这种GNRs的施行结束仍靠近刚劲挑战，因为这种GNRs前体的合理假想需要同期冲破其结构和自旋对称性。这项任务的难度以致晋升了制造对称ZGNRs，而制造对称ZGNRs自己也因高响应性以及前体假想和合成的诸多挑战而极为迂回。迄今为止，仅有两种基于U形先行者体假想的对称ZGNRs被报说念，且所赢得ZGNRs的宽度被限度于带上具有六个碳锯齿链，即6-ZGNR。
权谋后果
近日，新加坡国立大学吕炯解释、好意思国加利福尼亚大学Steven G. Louie、日本京皆大学Hiroshi Sakaguchi，互助报说念了一种假想和制造具有两种不同旯旮成就的Janus GNRs（JGNRs）神志的铁磁GNRs的通用要领。在Lieb定理和拓扑分类表面的指挥下，通过在一条锯齿边上非对称地引入苯基序的拓扑颓势阵列，同期保抓另一条锯齿边不变，假想了两个JGNRs。这重大了结构对称性，并在每个晶胞内产生了子晶格招架衡，从而激励了自旋对称性的重大。假想了三个Z形先行者体，用于制造一个母ZGNR和两个JGNRs，颓势阵列的晶格间距最好，以豪阔淬灭“颓势”旯旮的磁旯旮态。扫描探针显微镜、光谱学以考取一旨趣密度泛函表面阐发了JGNRs的奏效制备，ag百家乐大平台其铁磁基态沿原始锯齿旯旮局部化。
关系权谋职责以“Janus graphene nanoribbons with localized states on a single zigzag edge”为题发表在海外顶级期刊《Nature》上。
权谋本色
在拓扑表面指挥下，权谋者假想JGNRs的计策包括用拓扑“颓势”阵列（称为TDZ边）装潢一个锯齿形边，同期保抓另一个锯齿状边不变。在TDZ边上引入了苯基序的周期性阵列，以冲破结构对称性并产生亚晶格招架衡，使每个晶胞中留住一个未配对的净位点（图1a）。这引入了一个相宜Lieb定理的零能带，从而激励了自旋对称性的破缺。为了有用淬灭TDZ旯旮的自旋极化，并在锯齿形旯旮保抓单占据的铁磁旯旮态带，关节是详情TDZ旯旮周期性苯环之间的最好间距，以最大限制地重大旯旮态。为此，期骗了文件中缔造的基于手性对称的拓扑分类表面。在一维二分晶格（如GNRs）中，由于第二隔邻互相作用可忽略，手性对称性致密，导致电子拓扑相的Z分类具有传统的Z指数。由于真空的Z指数为零（拓扑夙昔相），故可通过GNRs的Z指数料到出末端情景的计数。
图1. JGNRs的假想原则
图2. JGNRs的名义合成和结构表征
图3. 5-ZGNR的制备和表征
图4. JGNRs的电子结构
论断与瞻望
这项权谋通过假想和合成具有不同旯旮结构的Janus型锯齿旯旮石墨烯纳米带（JGNRs），为磁性量子材料的权谋斥地了新地方。权谋发现ag百家乐正规的网站，通过冲破ZGNR的结构对称性，可有用指挥出铁磁自旋有序的旯旮态，这为结束一维铁磁量子自旋链、拼装量子比特和缔造碳基铁磁输运通说念奠定了基础。这些发现标明，旯旮态在决定材料的电子和磁性性质中起着关节作用，尤其是在低维材料中，旯旮效应愈加显赫。此外，DFT盘算辘集施行末端为量子材料假想提供了有劲器用，标明通过合理的拓扑颓势假想，不错结束对自旋和带隙的精准箝制。这些后果不仅深化了对石墨烯纳米带磁性机制的剖释，也为量子信息处置和纳米电子学的异日发展提供了新念念路和旅途。
