陳根：2D有機材料，顯示強電子相互作用

近藤效應（Kondo effect）是一種含有極少量磁性雜質的晶態金屬在低溫下出現電阻極小的現象。

其中，電阻極小值的出現，與雜質原子局域磁矩的存在相聯絡，是磁性雜質離子與傳導電子氣交換耦合作用的結果。

近藤效應指出，在一定條件下，由於自旋倒向交換散射而引起的電阻率是隨溫度下降而變大的；而電子-聲子相互作用引起的電阻率是隨溫度下降而變小的，所以稀磁合金的總電阻在低溫下會出現電阻極小值。

近日，莫納什大學的研究人員發現了一種由有機分子跟特定原子尺度的金屬原子組成的二維奈米材料，由於電子之間的強烈相互作用顯示出非電子和磁性。

這是在原子薄的2D有機材料中首次觀察到由電子間相互作用產生的局域磁矩。

研究調查了一種由有機分子組成的2D金屬有機奈米材料，該2D材料由二氰基蒽（DCA）分子跟銅原子在弱相互作用的金屬表面（銀）配位。其分子按照kagome幾何形狀排列，也就是說遵循“星狀”模式。

透過SPM測量，研究人員發現該材料分子和原子的構建塊本身是非磁性的，且具有在特定位置的磁矩。

由於破壞性波函式干涉和量子局域化，具有kagome晶體結構的2D材料的電子可能受到強烈的庫侖相互作用。

而相互作用會引起廣泛的拓撲和強相關的電子相，這種強烈的電子關聯可以透過磁性的出現來表現出來。然而，到目前為止，該現象還未在原子薄的2D有機材料中觀察到。

研究人員透過觀察近藤效應，發現這種磁性是電子間強庫侖相互作用的直接結果。

只有當將正常的非磁性部件放入2D kagome金屬有機框架中時，這些相互作用才會出現。

這些相互作用會阻礙電子配對，從而使未配對電子的自旋產生局域磁矩。

未來，該發現或對電子學和基於有機材料的自旋電子學技術具有重要意義。