Grafen är ett diamagnetiskt material, detta är, oförmögna att bli magnetiska. Dock, en triangulär bit grafen förutspås vara magnetisk. Denna uppenbara motsägelse är en följd av "magiska" former i grafenflingornas struktur, som tvingar elektroner att "snurra" lättare i en riktning. Triangulen är en triangulär grafenflinga, som har ett nettomagnetiskt moment:det är en grafen-nanometer-storlek. Detta magnetiska tillstånd öppnar fascinerande perspektiv på användningen av dessa renkolmagneter i teknik.

Dock, de robusta förutsägelserna för triangulen -magnetism snubblade med frånvaron av tydliga experimentella bevis, eftersom produktionen av triangulen med organiska syntesmetoder i lösning var svår. Denna molekyls bi-radikala karaktär gjorde att den var mycket reaktiv och svår att tillverka, och magnetismen verkar vara mycket svårfångad i de få framgångsrika fallen.

I en ny studie, publicerad i Fysiska granskningsbrev , denna utmaning återbesöktes med ett skanningstunnelmikroskop (STM). Efter att ha monterat en triangulär bit grafen på en ren guldyta, högupplösta skanningstunnelspektroskopimätningar avslöjade att denna förening har ett nettomagnetiskt tillstånd som kännetecknas av ett snurrande S =1 jordtillstånd och, därför, att denna molekyl är en liten, ren kolparamagnet. Dessa resultat är den första experimentella demonstrationen av en högspinnad grafenflinga.

Fynden kompletterades vidare med atommanipuleringssteg för vätepassiverade triangulensideprodukter som ibland hittades i experimentet. Genom kontrollerat avlägsnande av dessa ytterligare väteatomer i experimenten, flingans centrifugeringstillstånd kan modifieras från ett slutet skal, dubbelhärdad struktur, till ett mellanliggande S =1/2 centrifugeringsläge, och slutligen till S-1-tillståndet med hög snurrning av den ideala molekylstrukturen.

Det experimentella beviset på ett spin-tillstånd i avsaknad av en magnetisk kvantiseringsaxel (detekterbar med spinnpolariserad STM) eller magnetisk anisotropi (detekterbar genom spin-flip inelastisk tunnelspektroskopi) är inte enkel. I det här arbetet, spin-signaturen erhölls från den underskärmade Kondo-effekten-en exotisk version av standard-Kondo-effekten som beskrevs på 1960-talet-som kan uppstå i högspinnsystem. Dess observation i en grafenflinga på en metall har inte rapporterats tidigare och ger här nya insikter för att förstå snurr som interagerar med ytor.