导读 新加坡国立大学 (NUS) 的研究人员开发了一种新的设计概念，用于创建下一代碳基量子材料，其形式是微小的磁性纳米石墨烯，具有独特的蝴蝶...
新加坡国立大学 (NUS) 的研究人员开发了一种新的设计概念，用于创建下一代碳基量子材料，其形式是微小的磁性纳米石墨烯，具有独特的蝴蝶形状，具有高度相关的自旋。这种新设计有可能加速量子材料的进步，这对于开发复杂的量子计算技术至关重要，这些技术有望彻底改变信息处理和度存储能力。
该团队由新加坡国立大学化学系和功能智能材料研究所的卢炯副教授、新加坡国立大学化学系吴继山教授以及国际合作者领导。该研究发表在《自然化学》杂志上。
磁性纳米石墨烯是一种由石墨烯分子制成的微小结构，由于碳原子π轨道中特定电子的行为而表现出显着的磁性。通过在纳米尺度上精确设计这些碳原子的排列，可以实现对这些独特电子行为的控制。这使得纳米石墨烯非常有希望用于制造极小的磁体和制造量子计算机所需的基本构建块(称为量子位或量子位)。
研究人员开发的蝴蝶形磁性石墨烯的独特结构有四个类似于蝴蝶翅膀的圆角三角形，每个翅膀都持有一个不成对的π电子，负责观察到的磁性。该结构是通过纳米结构石墨烯中 π 电子网络的原子级精确设计实现的。
卢副教授表示：“磁性纳米石墨烯是一种由稠合苯环组成的微小分子，由于其化学多功能性和较长的自旋相干时间，作为下一代量子材料具有重要的前景，可以承载令人着迷的量子自旋。然而，它会产生多个高度纠缠的材料。”对于构建可扩展且复杂的量子网络来说，在此类系统中旋转是一项艰巨但必不可少的任务。”
这一成就是合成化学家、材料科学家和物理学家密切合作的结果，其中包括来自布拉格捷克科学院的关键贡献者 Pavel Jelinek 教授和 Libor Vei 博士。
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