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　　近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所王浩敏團隊與上海師范大學副教授王慧山等，在zGNRs磁性研究方面取得進展。該團隊基于前期積累，通過金屬粒子預刻蝕六方氮化硼（hBN）得到取向的原子溝槽，并利用氣相催化CVD方法實現溝槽內石墨烯納米帶的手性可控制備，得到嵌入hBN晶格的~9 nm寬度的zGNRs樣品。結合掃描NV色心顯微鏡和磁輸運測量，團隊在實驗中直接證實了其本征磁性。

　　研究發現，嵌入hBN晶格的zGNRs具有更高的邊界穩定性，并具備內建電場，為探測zGNRs磁性創造了理想條件。借助掃描NV色心顯微鏡技術，研究在常溫下直接觀測到zGNRs的磁性信號。在電學輸運測量中，制備的約9納米寬的zGNR晶體管展現出高導電性和彈道輸運特性。在磁場作用下，器件表現出顯著的各向異性磁阻，磁阻變化在4 K溫度下達約175 Ω，磁阻比約為1.3%，同時該信號在350 K時依然存在。磁滯現象僅在垂直于zGNRs平面的磁場下出現，證實了其磁各向異性。研究分析磁阻隨傾斜角變化發現，磁矩垂直于樣品表面。此外，磁阻變化隨源漏偏壓和溫度的升高而減小，揭示了磁響應與電荷輸運和熱振動之間的相互作用。

　　該研究結合掃描NV色心顯微鏡技術和輸運測量，直接證實了嵌入hBN的zGNRs中本征磁性的存在，為通過電場控制磁性提供了可能。這一成果加深了科研人員對石墨烯磁性性質的認知，為開發基于石墨烯的自旋電子學器件開辟了新道路。

　　相關研究成果發表在《自然-材料》（Nature Materials）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。

掃描NV色心顯微鏡對嵌入六方氮化硼晶格的zGNR的磁性測量

嵌入hBN的9納米寬zGNR器件的磁輸運特性