以氢为末端的锯齿形纳米石墨烯中的自旋有序电子态引起了磁量子现象，重新激发了人们对碳基自旋电子学的兴趣。锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）——由平行之字形边缘包围的准一维半导体带状石墨烯——具有沿着带状边缘铁磁有序并在其宽度上反铁磁耦合的固有电子边缘状态。尽管最近在自下而上合成具有对称保护拓扑相甚至金属零模带的 GNR 方面取得了进展，但 ZGNR 独特的磁边缘结构长期以来一直被锯齿形边缘状态与表面状态的强杂化所掩盖，无法直接观察磁边结构。美国加州大学伯克利分校Steven G. Louie、Felix R. Fischer课题组合作，提出了一种通用技术，通过沿ZGNR的边缘引入替代 N 原子掺杂剂的超晶格来热力学稳定和电子解耦高反应性自旋极化边缘状态。第一性原理GW计算和扫描隧道光谱揭示了由ZGNR的铁磁有序边缘态引起的交换场（~850 特斯拉）引起的低位氮孤对平带的巨大自旋分裂。本工作的发现直接证实了ZGNR中预测的涌现磁序的性质，并为其探索和功能集成到纳米级传感和逻辑器件中提供了一个强大的平台。相关论文以“Spin splitting of dopant edge state in magnetic zigzag graphene nanoribbons”为题发表在Nature上。