如参考文献中报道，PNR合成了。21。简而言之，在Argon Glovebox（小于0.1 ppm O2，小于0.1 ppm H2O）的黑色磷（2D半导体LTD或智能元素）中，使用杵和砂浆进入大约1毫米的薄片和124 mg（典型的合成中），将其转移到3. metal onter的玻璃管道上。锂金属（Sigma Aldrich，99％杆）。将管子疏散（大约10-7 mbar），并冷却至-50°C，氨气（Sigma Aldrich，99.95％，由过量的锂金属上的冷凝）被凝结以浸入锂和磷。该溶液立即从锂 - ammonia溶液的形成中变成深蓝色，并在16小时内慢慢变成橙色。然后蒸发氨，并在室温下将LIP8盐在真空下（大约10-7 mbar）干燥。然后将LIP8（10 mg）放入10 mL的NMP（Sigma Aldrich，99.5％无水）或DMF（Sigma Aldrich，99.9％无水剂量）中，该NMP用4-Å分子筛分干燥了1周。在离心（100g，10分钟）之前将混合物超声沐浴30分钟，然后在手套箱中倒入以提供PNR的溶液。

　　如参考文献中讨论的，通过从溶液上滴到新鲜裂片的石墨（HOPG）底物上制备PNR样品。21。然后，使用氮化硅微接管剂（MSNL-10，Bruker，Bruker）使用接触模式高速AFM（HS-AFM； Bristol Nano Dynamics Ltd）收集高分辨率地形图，标称尖端尖端半径为2 nm。为了确保获得的图像使用了0.8×0.5 µm的特征有限的横向分辨率扫描尺寸，对应于大约1×1 nm的像素尺寸。

　　将选择用于分析的丝带的HS-AFM图像输入到自定义LabView图像分析软件（国家仪器）中，该软件在产生色带高度和宽度的直方图之前以自动化的方式将色带从背景中隔离。简而言之，该算法由：识别色带的局部阈值步骤组成；一个掩模步骤，将与背景相对应的像素分开。侵蚀步骤以删除边缘像素，其中AFM尖端横穿背景和色带之间的斜率；计算背景和功能区像素的高度直方图，最终拟合了直方图，以恢复每个的平均高度，并启用与背景相对于背景的功能区高度的计算。

　　使用相同的算法并联分析色带的宽度。在掩盖步骤之后，通过将立方花纹拟合到色带的两个边缘并计算这两个边的平均值来确定分离的色带的中央轴。然后，通过计算到每个边缘的中央轴的距离来确定色带的宽度。然后将色带沿整个长度的宽度进行测量，然后输入直方图中，并与高斯分布拟合，以识别PNR的平均宽度。

　　通过使用绿色和红色氦霓虹灯激光器（分别为543和632.5 nm的波长），通过磁场诱导的线性二色性和双折射进行光学测量。将溶液样品包含在温度控制环境中的光学比色绿色（厚度为5或10 mm）中，在33-t佛罗里达 - 焦点的电磁网或Varian V-3900 2-T磁铁中，在20.0±0.1°C下。使用光弹性调制器50使用标准极化调制技术测量线性二色性和线性双重信号。

　　使用鱿鱼磁力计在量子设计磁性特性系统（MPMS 3）中获得磁化测量。在多达7 t的各种施加磁场强度中，将测量值降低至1.8 k，最高350K。在图1d的插图中显示了两个磁化 - 磁化 - 温度曲线的数据。从1.8 K开始测量每个磁化 - 温度曲线，并在50 mt的恒定探测场中升高温度。在开始任何新的磁场或温度扫描之前，将系统采用到300 K，并重置磁铁以去除鱿鱼中的任何流量通量。使用GE Varnish将样品固定在MPMS石英样品持有器上，并注意确保在整个安装和加载过程中不会被任何磁性材料触摸。对于每个测量，几个D.C.平均磁化测量值，提供了对PNR样品的大量磁化的可靠度量。

　　为了测量DMF和NMP溶液中的PNR（补充图23），将10μL移到了塑料（聚丙烯）稻草或胶囊（聚丙烯）中。使用GE清漆将胶囊固定在石英杆上，与GE，稻草或胶囊本身相比，PNR的存在增加了两个数量级。华盛顿在几次扫描中平均时刻，在每个实验运行之间，将MPMS带到300 K，并重置磁铁以去除鱿鱼中的任何剩余助焊剂。PNR的充氧是通过在塑料囊中的PNR中冒泡空气约20分钟来进行的，同时确保样品与任何金属物质没有接触。有关更多详细信息，另请参见补充注释10、11和24。

　　对于CWEPR实验，将100 µL DMF溶液中的PNR放入氮气手套箱内的3.9毫米 - 鼠直径（2.9毫米内）石英EPR管中。将样品管连接到自定义适配器上，并转移到手套箱外的泵站。自定义适配器将样品保留在惰性杂物箱环境中。将溶液在真空（使用泵站）下蒸发，从而在EPR管的内壁上产生膜。重复该过程四次以获得更厚的薄膜，并蒸发400 µL。然后将内壁样品放在泵送6×10-4 MBAR的压力，并密封火焰。

　　使用实验室构建的EPR光谱仪（所有狭窄的扫描CWEPR光谱恢复为9.4 GHz），在X波段（大约9.4 GHz）处记录了CWEPR光谱。旋转和温度系列的设置由Bruker ER 041 MR Microwave桥以及ER 048R微波控制器和AEG电磁体以及Bruker BH 15 Hall效应场控制器一起组成。还使用Bruker ER 035M NMR高斯米计监测磁场。使用的谐振器是Bruker ER 4122-SHQE谐振器。静态磁场以100 kHz调制，并使用Stanford Research SR810锁定放大器与Wangine Wangine WPA-120音频放大器进行锁定检测。ESR 900氦流低温恒温器与ITC503温度控制器（牛津仪器）一起用于低温测量。光谱以大约9.4 GHz的频率获取，微波功率为7.96 MW和1-MT调制幅度。使用具有已知G因子的标准N@C60样品对磁场进行校准。

　　主文本中介绍的窄磁场扫描（图2C）使用适当的多项式拟合将其从中删除的FMR信号（斜率）。有关更多详细信息，请参见补充注释15。

　　使用实验室构建的EPR光谱仪（将所有宽扫描CWEPR光谱重新定制为9.55 GHz），在X波段（大约9.55 GHz）记录了CWEPR光谱。旋转研究的设置由Bruker ER 046 XK-T微波桥以及ER 048R微波控制器和Varian Electromagnet以及Bruker ER 032M Hall效应场控制器一起组成。使用的谐振器是Bruker MD5介电环谐振器。在99 kHz处调节静态磁场，并使用斯坦福大学研究SR830锁定放大器与Wavetek 50 MHz功能发生器80模型进行了锁定检测。在296 K处进行了宽磁场测量。在296 K处进行宽的磁场测量。光谱以大约9.55 GHZ的频率与9.55 ghz的频率与Microwave and Mod and 7.96 and 7.96 imnement和0.96 rs一起进行。

　　没有低温插入物（旋转系列）的宽磁场扫描是在Bruker Elexsys E580光谱仪上进行的，带有Bruker ER 4122-SHQE谐振器。SHQE腔与窄场范围设置“设置1”中使用的腔相同。但是，这次我们在没有低温露水插入的情况下使用了空腔，因为该插入物可以具有背景信号。使用Bruker Elexsys E580的原因是，它允许我们使用SHQE谐振器进行完整的磁场扫描。光谱以大约9.85 GHz的频率获取，微波功率为8.05μW和0.4-MT调制幅度。

　　使用PTIR STM TIPS，在4.2 K的商业Omicron LT-STM上对所有扫描隧道显微镜（STM）实验进行。通过在NMP中分散到HOPG底物上的雾化PNR来制备样品，以最大程度地减少表面上的聚集。使用环境AFM成像优化了表面上PNR的沉积参数以及PNR的浓度和/或密度。对于超高的真空真空实验，使用IWATA自定义的Micron CM-C喷枪将PNR雾化到新鲜切割的Hopg底物上。将涂层的底物立即转移到真空室中，并在150°C下退火超过1小时，然后将底物转移到STM样品阶段（扩展的退火或加热大于150°C，导致PNR的部分降解）。补充注释5包含有关STM成像的更多细节。

　　使用在YB掺杂的Gadolinium Tungstate（YB：kgw）放大器激光器（1,030 nm，38 kHz，15 kHz，15 W，15 W，Pharos，LightConversion）周围，使用YB掺杂的podolinium tungstate（YB：kgw）tungstate（YB：kgw）的瞬时吸收测量值进行。探针脉冲是一种使用4毫米Yttrium铝石榴石（YAG）晶体创建的chi鼠的白光连续性，该晶体从500到950 nm。对于泵脉冲的来源（大约200 fs），使用了商业光学参数放大器Opheus One（LightConversion）。

　　使用Ti-Sapphire周围的家用设置（800 nm，1 kHz，Spectra-Physys，Solstice Ace）进行了瞬态吸收测量值。探针脉冲是一种使用4毫米Caf2晶体创建的chireded播种的白光连续体，该晶体从400 nm到600 nm。对于泵脉冲的来源（大约100 fs），在β-雄性硼酸盐晶体中将激光的基础加倍。

　　使用GMW型3470的电磁场生成子-1-T磁场，在圆柱线之间具有1厘米的距离和用高斯米计校准的磁场强度。

　　飞秒时间域拉曼拉曼光谱测量是使用YB周围的自制设置：kgw放大器激光器（1,030 nm，38 kHz，15 W，Pharos，pharos，LightConversion）进行。探针脉冲是使用4毫米YAG晶体产生的chi鼠的播种白光连续体，该晶体从500到950 nm。共振实验的泵脉冲是使用非共线光学参数放大器创建的，其中1,030 nm在蓝宝石中播种了白光连续阶段，随后用1,030 nm激光器的第三次谐波在β-碳水化合物硼酸盐晶体中建立了一个宽阔的脉冲晶体，以创建一个宽阔的脉搏，以创建一个以550 nm为中心的宽阔脉冲。使用非结合光学参数放大器创建了非恢复实验的泵脉冲，其中1,030 nm在YAG晶体中以1,030-nm激光器的第三次谐波在β-碳硼硼晶晶体中以β-硼晶晶体中的第三次谐振，在YAG晶体中播种了一个白光连续阶段，以在750 nm中建立750 nm。两种脉冲都使用chir镜和楔形棱镜（Leseleterc）组合压缩至15 fs的时间持续时间。通过第二谐波生成频率分解的光门（上限）确定压缩，并通过在可以解决2,200 cm-1模式的乙腈上进一步确认。使用计算机控制的压电翻译阶段（Physik Instrumente）延迟探针白光，并使用泵束上的斩波轮（Thorlabs）生成一系列带有和没有泵的探针脉冲。泵10μjcm -2的平均通量。

　　脉冲是由YB：kgw放大器（Pharos，Lightcerversion，1,030 nm，5 W，200 kHz）传递的，该脉冲播种了两个宽带白光阶段。探针白光是在3毫米YAG晶体中生成的，并通过基于融合的二氧化硅棱镜的光谱滤光片进行调整，以覆盖650至950 nm的波长范围。相比之下，在3毫米的蓝宝石晶体中生成泵白光，以将高频的白光扩展至500 nm，脉冲短通滤波在650 nm处（Thorlabs，Fesh650）。使用单镜头油剥离物镜（×100，数值孔径（Na）1.1）将泵脉冲聚焦于样品上，以大约270 nm的衍射有限位点（最大最大的全宽度，全带宽）。相比之下，反向传播的探针脉冲通过凹面镜（以半宏最大，大约15μm）为单位将样品松散地集中在样品上。一组三阶校正的the鼠（泵白光，Layertec；探针白光，Venteon）与一对融合的 - 硅楔棱镜（Layertec）结合使用，将脉冲压缩为样品处的脉冲至15 fs。通过用于聚焦泵脉冲的相同目标收集了传输的探针灯。然后将探针中继到由中间图像平面中的缝隙和F2棱镜组成的光谱仪，以分散垂直于缝隙的光。这使我们能够在选定区域访问PNR的光谱分散的瞬态吸收显微镜图像。通过机械切碎机调节泵束的降低性质是通过调节泵梁的差异性质。所有录音均使用EMCCD摄像头（Qimaging Rolera Thunder，Photonmetrics）进行。轴向聚焦位置是通过405 nm连续波激光束的总内部反射来维持额外的自动对焦线。

　　使用较大的工作距离显微镜物镜（大约0.55）使用自制共聚焦样设置（大约0.55），将光致发光实验集中在纳米容器上，并以反射构型收集发射。在研究中，PNR被分散（降落方法）在载玻片（厚度约为100μm）上，并粘在设计用于热膨胀补偿（牛津仪器）的低温器上的冷手指上（来自牛津仪器）。The photoluminescence signal was analysed by using a 75-cm focal length spectrometer (Acton sp2750i, Princeton Instruments) itself coupled to a nitrogen cooled CCD (Spec10, Princeton Instruments), a combination that leads to a roughly 100 μeV energy resolution, well beyond the resolution required to address the broad PNRs photoluminescence components.为了最大程度地减少散射光，将激发调用为416 nm（第二次谐波生成Ti：蓝宝石激光，脉冲宽度约为2 ps，80-MHz重复率）和二分性滤波器（Semrock FF01-430/LP-25，在437 nm处截止）。The photoluminescence polarization was analysed using a classical scheme: a motorized half-waveplate, positioned upstream along the detection beam path, allowing us to rotate the polarization of the PNR emission that was further analysed using a polarizer (Glan-Taylor, calcite) placed in front of the spectrometer slit (with its direction set parallel to the grating grooves to enhance the CCD response).

　　使用与高重复速率Ti同步的条纹相机Ti：Sapphire Laser（来自Hamamatsu的C5680型号，使用M5675同步单元的M5675单位）测量了光谱型光致发光图。所有测量均以上述共聚焦配置进行，将相机直接耦合到acton光谱仪，使用偏转镜，并在相机的入口缝隙中对纳米骨的光谱进行成像。用仪器响应函数曲线测量了相机的响应函数，作为对激光激发的响应，该响应曲线显示了整个检测范围内的时间分辨率约为22 ps。与稳态光致发光测量相同的低温恒温器和安装用于时间分辨测量。

　　用商业尼康X-Light V2显微镜进行旋转磁盘共聚焦光致发光测量，并具有×100 1.52 Na油浸泡物镜。在所有情况下，激发在390 nm处，名义激光功率（在激光输出处）在20至50 mW之间。使用40μm共聚焦针孔和IXON 897 EMCCD摄像头（Andor）进行成像。此类测量中的横向分辨率约为120 nm。为了测量来自单个PNR的光致发光光谱，显微镜发射超过耦合臂被修饰以将光致发光传递到镜头仪（Kymeria 193i； Kymeria 193i;每毫米每毫米磨碎； 600-nm blaze）与IXON 897 EMCCD的发射再次测量。典型的积累时间为1-2分钟，用于从PNR中收集光谱，其收集区域为0.1μm。

　　使用了带有空白底物校正的近红外分光光度计的Agilent Cary 6000i紫外线 - 可见光的光。这里将400μl的PNR溶液置于融合的硅基底物上，并将其放置在连续的冷冻冷冻仪（Oxford Instruments Optistat CF-V）中，在连续的惰性气氛下。将样品冷却至6 K，并在加热时采集温度依赖性吸收。

　　在定制的Zeiss Axio显微镜上进行单个单个（大，大于300 nm宽）的吸收光谱，并用卤素灯（Zeiss hal100）提供的照明。使用×50/0.4物镜（Nikon，T Plan SLWD）收集传输的光，并使用以共焦配置安装并连接到光谱仪（Avantes Avaspec-HS2048）的100μm直径光纤（Avantes FC-UV100-2-SR）空间过滤。通过从溶液中掉落到清洁（丙酮/IPA）0.17毫米厚的玻璃载玻片上的PNR样品。

　　为了研究PNR的压力依赖性，用Lambda 750紫外线（可见光光）测量了透射光谱，并具有近红外分光光度计（Perkin Elmer）。将PNR溶液在惰性气氛中干燥，然后将其放置在充满惰性液体的高压电池（ISS Inc.）内，该液液液体Fluorinert FC-72（3 m）。使用手动泵通过加压液体产生静水压力。在使用之前，将液体脱气在Schlenk系列中，以去除从300 MPa开始引起的氧气，从而散射一小部分光，从而减少样品传输信号。从环境压力到300 MPa的压力以50 mPa的速度施加。在测量之前，我们等待了7分钟以在压力下平衡材料。我们估计压力读数的误差为20 mPa。

　　拉曼光谱的测量是温度从4到300 K的函数。通过反向散射（T64000，Horiba）进行连续波二极管线（532 nm，1 MW）进行了拉曼测量。在超过200 cm-1处收集光谱，其中CCD检测器（Horiba Synapse Open-Electrode）单调提高量子效率为0.43–0.50。采集使用×100的光学目标，并使用最小激光强度来避免样品降解。

　　对于拉曼成像，使用了EPI检测的拉曼显微镜的标准布局。通过带通滤波器（FLH05532-4，Thorlabs）将泵激光束（波长532 nm，相干MIRA）进行光谱清洁，并将其梁宽度膨胀到7.2 mm，然后进入自制的倒置显微镜。进一步的波动板（532 nm的半波浪板和四分之一波板，Foctek光子学）预偿了二角形滤波器（F38-532_T1，AHF）引入的椭圆度，还产生了循环偏振光。我们使用了高NA石油浸泡目标（Nikon×60/1.4 Na Oil）来确保高分辨率成像并提高收集效率。物镜之前的泵功率为30兆瓦，这种功率水平确保了样品的降解。将样品用电瓦仪镜（Thorlabs）扫描。拉曼非弹性反向散射光是通过相同的物镜收集的，并以显微镜管透镜聚焦到光谱仪的缝隙上（Andor，Shamrock 303i，光栅300线mm -1;狭缝也起到有效的针孔，用于共焦检测）。光谱仪配备了高敏性电荷耦合摄像头（Andor，IXON 897）。显示的图像以每个像素为500毫秒的积分时间拍摄。数据记录由自定义MATLAB程序执行。对于拉曼成像，将黑色磷片（300-600 nm厚度； 2D半导体有限公司）机械剥落，内部在氮手套箱内部并转移到SI底物上。将0.15毫米厚的盖玻片放在薄片上，并用环氧胶密封，以充当封装。泵和拉曼光的极化不是受到强烈控制，而是简单地调整以最大化各自的信号。