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2025 article

Unified Theory of Atomic-Group-Based Magnetism in Carbon Allotropes

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Rattachement africain : cn, us, by. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Traditional carbon allotropes, such as graphene, diamond, nanotubes, and fullerenes, are typically nonmagnetic. However, recent experimental observations of intrinsic magnetism challenge conventional theories. The microscopic origin, exchange interactions, and design strategies for magnetic carbon structures, particularly three-dimensional (3D) allotropes, remain elusive. Here, combining first-principles calculations with hybrid orbital analysis, we establish a unified framework showing that magnetism arises from symmetry breaking of unhybridized 2 p orbitals within atomic groups exhibiting bent sp - sp 2 or trigonal pyramidal sp 2 - sp 3 hybridizations. Distinct from conventional atomic-centered magnetism theories, our atomic-group-based paradigm systematically predicts magnetic carbon allotropes from zero-dimensional to 3D systems. We further propose a general design strategy and predict a family of metastable two-dimensional and 3D phases displaying intrinsic itinerant ferromagnetism or antiferromagnetism. These findings lay the groundwork for a p -block magnetism theory and open avenues for spintronic and quantum material design.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Unified Theory of Atomic-Group-Based Magnetism in Carbon Allotropes
Date Crossref
16/10/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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