2026年5月6日 —— 新加坡国立大学（NUS）的研究人员与合作者开发了一种预测性设计策略，用于制造具有多个相互作用自旋且对磁扰动具有更强抵抗力的类石墨烯分子，这为分子级量子信息技术和下一代自旋电子学开辟了新途径。

该研究团队由新加坡国立大学化学系及功能智能材料研究所的LU Jiong教授领导，联合了新加坡国立大学化学系的WU Jishan教授，以及国际合作伙伴，包括来自布拉格捷克科学院的重要贡献者Pavel JELÍNEK教授。

磁性纳米石墨烯是由稠合苯环组成的分子，因其能够承载未配对电子（即自旋），可用于存储和处理信息，因此在量子技术领域日益受到关注。与基于金属原子的传统磁性材料不同，这些碳基系统具有化学多样性和较长的自旋相干时间。然而，以稳定且可控的方式设计一个包含多个强耦合自旋的单分子仍然是一项重大挑战。

一项新的设计策略

基于一种名为“Clar's goblet”的著名分子结构，该研究团队利用原子级精确的表面化学方法合成了两种扩展纳米石墨烯——C62H22和C76H26，并通过扫描探针显微镜对其结构和性质进行了表征。通过两种不同的方式改变分子形状，即横向和纵向扩展，研究人员能够独立控制电子-电子相互作用以及零能量模式的数量。尽管这两种分子都拥有四个未配对自旋，但这些自旋源于不同的机制。在一种分子中，自旋完全由碳骨架的几何结构驱动。在另一种分子中，它们则源于几何效应与电子间增强相互作用的结合。

这项研究突破发表在《自然·合成》杂志上。