分子材料的直接電探測常常因其絕緣性而受到損害。在此，我們將石墨烯與分子自旋交聯復合物[Fe(bapbpy)(NCS)
2]的單晶相互連接，通過石墨烯電阻的變化電檢測分子晶體中的相變。通過使用絕緣聚合物隔離層將晶體與石墨烯分離，可以實現非接觸傳感。對于機械效應，它會影響石墨烯片的導電性，但可以使用更厚的墊片將其影響降到最小。在自旋交叉實驗中，我們觀察到了石墨烯中的狄拉克點位移。經計算建模證實，該狄拉克點位移是由于石墨烯片內部的晶體產生的與相位相關的靜電勢引起的。這種效應被稱為化學-電子門控，表明分子材料可以作為設計石墨烯基電子器件的襯底。 因此，化學電選通開辟了一種新的可能性，可以以遠距離無接觸地電探測分子材料中的化學和物理過程，這可以增強其在技術應用(例如，傳感器)中的使用。
Figure 1. 制備裝置。A)構建在自旋交叉(SCO)微晶體上的石墨烯場效應晶體管的示意圖。B)化合物1的分子結構，[Fe(bapbpy)(NCS)
2]。C)化合物1單晶的磁化率(χmT)與溫度的關系。D)在SCO晶體上制作石墨烯晶體管的分步示意圖。
Figure 2. 利用化學-電選通技術檢測自旋相變。A) SCO材料中高自旋分子的電阻(藍色、紅色)和xHS分數隨溫度的變化。B)石墨烯晶體管電阻和溫度隨時間變化的情況。C) dR/dt, R在第一次躍遷前歸一化，以及溫度隨時間的變化.
Figure 3. 遠程檢測具有不同墊片厚度的自旋交叉。A)設備對第一階段到第二階段轉變的響應。B) II至I階段過渡的設備響應。
Figure 4. 不同間隔層厚度的無電極器件在多重自旋交叉作用下的拉曼光譜研究。A)在第一個SCO周期中，相I的2D峰值為243 K，相II的峰值為223 K。B)多次躍遷后的2D峰值。
Figure 5. 頂門控柵極GFET中的自旋相變引起的狄拉克點位移。A)頂部門控GFET的側視圖示意圖。B)一個溫度循環前后293k處的電導與柵電位。C) Dirac點和HS分子在SCO晶體中的xHS分數隨溫度的變化。D)實驗工作的高自旋和中間相的電阻與柵極電勢的關系和 基于計算工作的擬合。
Figure 6. 石墨烯的化學電氣門控示意圖。
相關研究成果于2020年由萊頓大學Grégory F. Schneider課題組，發表在Adv. Mater. ( https://doi.org/10.1002/adma.201903575.)上。原文：Contactless Spin Switch Sensing by Chemo-Electric Gating of Graphene
