ナノスケール材料：ホスホレンナノリボンにおける磁気的および光学的に活性なエッジ

ナノリボンは、ナノメートルサイズの幅を持つ帯状の二次元材料であり、凝縮物質における特異な系である。ナノリボンは、低次元材料のエキゾチックな電子構造と多数の露出エッジを併せ持っており、露出エッジでは、非常に長いスピンコヒーレンス時間、量子閉じ込め、トポロジカルに保護された状態などの現象が出現し得る。この材料概念の非常に興味深い展望は、ナノリボンのエッジにおいて調整可能な半導体電子構造と磁性が同時に実現できる点にあり、これは、（低エネルギー）不揮発性トランジスターなどの、スピンに基づくエレクトロニクスの基本的に重要な特性である。今回我々は、ホスホレンナノリボン（PNR）の磁気特性と半導体特性について報告する。我々は、室温で、PNR膜がそのエッジに起因する巨視的な磁気特性を示し、内部磁場がおよそ240～850 mTであることを実証した。溶液中では、巨大磁気異方性によって、1 T未満の磁場でのPNRの整列が可能になった。我々は、この整列効果を利用することによって、光励起するとエネルギーが、対称禁制エッジフォノンモードと結合して磁性エッジに局在化した状態に急速に集められることを発見した。今回の結果は、PNRを室温での磁性と半導体基底状態の相互作用の研究に魅力的な系として確立するとともに、量子エレクトロニクスにおける低次元ナノ材料の使用に向けての足掛かりをもたらしている。

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