被称为石墨烯的二维碳具有许多潜在的有用性质，但在原始状态下通常不具有磁性。然而，理论预测表明，当石墨烯片的碳原子呈锯齿状排列时，它们的边缘应该具有磁性。观察这一效应是具有挑战性的，因为很难检测到预测的微小磁信号，而且很难制造出具有所需形状的无缺陷边缘。Slota et al.2在《自然》杂志上发表了一篇论文，报告了一种在溶液中制造纳米尺寸的石墨烯带的方法，从而可以制造出具有清晰的锯齿形边缘的纳米带，这些带带有电子自旋的有机自由基分子修饰着。作者的研究结果为石墨烯边缘的磁性提供了坚实的证据，并表明边缘自旋具有潜在的有用的量子力学。
石墨烯的磁性形式对自旋电子学是有用的，这种技术构成了当今磁性数据存储的基础。但是，在石墨烯中产生磁性边缘状态的主要兴趣在于量子技术。电子自旋相对于外部磁场可以有两个方向，这些方向可以用来编码量子比特(量子比特)的“0”和“1”状态，量子比特是未来量子计算机和量子模拟设备的基本信息单元。
量子位的量子态必须与驱动量子位运算的外部控制刺激物强耦合，但它们也必须与随机的外部扰动相隔离，这些扰动可以不可逆转地打乱量子态的“相干”演化(相干是量子态之间非经典相关性的存在)。在这些方面，石墨烯比其它被研究为自旋量子位(如砷化镓或硅)宿主的材料具有潜在优势:流经石墨烯薄片的电流提供了耦合和操纵自旋的手段;在石墨烯中，两种主要的脱屑源是最小的。这些脱相干源是电子自旋与轨道运动(在石墨烯中较弱)之间的耦合，以及电子自旋与有核自旋原子(在石墨烯中浓度较低)之间的相互作用。
为什么实验上很难观察到磁边缘状态?石墨烯纳米带的电子和磁性与边缘结构密切相关，且对微小缺陷数敏感。要分离出足够数量的具有完美锯齿形边缘的纳米长臂猿，使其具备磁性特征是极具挑战性的，因此此类研究的数据是缺乏的，也是不确定的。在高真空条件下原位制备的单层石墨烯层上进行的实验揭示了在边缘处形成局部电子状态的现象，但没有提供磁性7的任何证据。
Slota等人通过扩展以前开发的一种化学方法7，在具有均匀宽度和锯齿边缘的溶液中合成了石墨烯纳米带。作者将硝基硝基分子——化学上稳定的有机自由基(因为它们携带一个未配对的电子而具有磁性)附着到特定的边缘位点(图1)。作者指出，自由基处的电子自旋会在自由基结合的边缘碳上产生自旋密度，从而产生磁边态。这个技巧类似于在水池的表面上下移动一排软木塞，从而在水池的边缘产生有序的水振荡;软木不仅能引起波浪，还能使它们更容易被视觉化。
——文章发布于2018年5月30日
