自由基通常通過共價鍵的斷裂形成，在從合成化學到自旋電子學和非線性光學的各個領域發揮著重要作用。然而，在單分子水平上對自由基狀態的表征和調控面臨著巨大挑戰。近日，北京大學Guo Xuefeng、華南理工大學Huang Fei、Li Yuan、中國科學技術大學Li Xingxing通過單分子電學方法，對具有供體-受體結構的單個二自由基開殼特性進行了檢測和調諧。
本文要點：
1) 該自由基通過共價酰胺鍵夾在納米帶隙的石墨烯電極之間，以構建穩定的石墨烯-分子-石墨烯單分子結。作者將電導率作為溫度的函數，并實時跟蹤了閉殼和開殼電子結構的演變，開殼三重態隨著溫度的升高而穩定。
2) 此外，作者通過電場和磁場等外部刺激來調節自旋狀態，并提取閉合殼層和開放殼層狀態之間轉變的熱力學和動力學參數。該發現為單分子自由基在外部刺激下的轉變提供了見解，這有助于開發基于功能量子自旋的分子器件。
Caiyao Yang et.al Regulation of quantum spin conversions in a single molecular radical Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01632-2
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01632-2
