分子自旋的精准调控是发展分子自旋器件的关键基础。构筑这类分子器件通常需要将磁性分子置于金属电极等固体表面，这不可避免地会引入分子与基底之间的相互作用，从而显著影响分子的电子结构和自旋性质，甚至导致分子磁矩的淬灭。因此，实现对磁性分子与基底之间相互作用的有效调控，是推动分子自旋体系走向实际器件应用的关键前提。

面向这一目标，吴凯/刘婧团队从界面工程策略出发，在金表面构筑了一种新颖的致密溴原子单层结构，并将其作为磁性分子与金属基底之间的功能界面层。该界面层兼具电子去耦与空穴掺杂的双重功能，从而实现了对吸附分子自旋态的精准调控（图1）。

图1. 电子去耦-空穴掺杂双功能溴原子层调控吸附分子自旋态。

扫描隧道显微镜、扫描隧道谱和密度泛函理论计算相结合的研究表明，该溴原子层具有较大带隙，能够有效抑制磁性金属酞菁分子（FePc和CoPc）与金属基底之间的电子态杂化，使分子的自旋基态及其自旋激发能够被清晰分辨和准确表征。与此同时，溴原子层具有较强的电子亲和能力，能够通过界面电荷转移对吸附分子产生空穴掺杂效应，从而调控分子的价电子构型和自旋态。具体而言，当FePc和CoPc分子吸附在溴原子层修饰的金单晶表面时，它们自旋基态分别由本征的S = 1和S = 1/2转变为S = 3/2和反铁磁单重态（S = 0）。这些结果表明，溴原子层是一种兼具电子去耦和空穴掺杂能力的双功能界面修饰层，在精准调控表面分子电子结构和自旋性质方面展现出重要潜力；同时，这一界面修饰策略也为分子自旋器件的设计提供了新的思路。

上述研究成果以“Atomic Bromine Layer as a Hole-Doping Decoupling Adlayer for Molecular Spin Modulation”为题，发表于Journal of the American Chemical Society （doi: 10.1021/jacs.5c22563；https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c22563）。小组吴钟义博士、电子学院李杰博士和中科院苏州纳米所王利博士为共同第一作者；电子学院王永锋教授、小组陈其伟博士、刘婧博士和吴凯教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和科技部相关项目的支持。

审核：牛林，刘志博