报告摘要

近年来，低维碳材料中丰富的电子关联现象已引发广泛关注。与含有过渡金属元素的磁性材料相比，共轭有机体系通常表现出较强的电子耦合以及闭壳层电子结构特征。因此，在此类体系中实现稳定的自旋极化并调控自旋中心间的磁相互作用具有一定的挑战。我们以三角烯等稳定的自由基作为自旋中心，设计了一系列二聚体分子和二维聚合物。通过调控二聚体的化学结构，我们实现了强反铁磁耦合（J < -150 meV），并首次在氮中心三角烯二聚体中观察到铁磁相互作用。随后，通过材料的拓扑结构设计和费米能级调控，我们成功设计了一类铁磁性三角烯二维聚合物，该材料同时展现出显著的半金属特性，其费米能级穿过自旋极化的Dirac点。进一步地，我们提出了一种混合子晶格拓扑（mixed-sublattice-topology）设计策略，构建了一类具有强磁耦合的纯有机铁磁半导体，其磁耦合强度 J > 120 meV，且居里温度远高于室温。此外，通过单体对称性设计，我们预测了一种具有交变磁性（altermagnetism）的纯有机二维聚合物。

报告人简介

于洪德，2015年毕业于清华大学化学系，获理学学士学位，2021年获清华大学化学博士学位，研究方向为理论与计算化学。之后在德国德累斯顿工业大学（Technische Universität Dresden）从事博士后研究（洪堡学者），专注于低维聚合物与框架材料的设计与预测，特别是碳材料的π磁性及新型二维聚合物的电子结构与功能优化。迄今在 JACS、Sci. Adv.、Nat. Comm.、ACIE、JACS Au、AFM、JCTC、JPCC等学术期刊发表论文20余篇。