We grow epitaxial graphene monolayers on Ru(0001) that cover uniformly the substrate over lateral distances larger than several microns. The weakly coupled graphene monolayer is periodically rippled and it shows charge inhomogeneities in the charge distribution. Real space measurements by scanning tunneling spectroscopy reveal the existence of electron pockets at the higher parts of the ripples, as predicted by a simple theoretical model. We also visualize the geometric and electronic structure of edges of graphene nanoislands.

We have explored the relationship between epitaxial growth and magnetism in the case of ultrathin fcc-Co films by means of a multitechnique approach. For high-quality fcc-Co films less than 3 monolayers thick the Curie temperatures ${\mathrm{T}}_{\mathrm{C}}$ are dramatically lower than ${\mathrm{T}}_{\mathrm{C}}^{\mathrm{B}}$ of bulk fcc-Co and decease distinctly with film thickness. In contrast to previous claims, ${\mathrm{T}}_{\mathrm{C}}$ of a single monolayer appears to be far below 300 K. Substrate topology is found to strongly influence the structural perfection of the films which in turn determines their magnetic properties (Curie temperature, coercive field, and anisotropies).

The internalization and biocompatibility of iron oxide nanoparticles surface functionalized with four differently charged carbohydrates have been tested in the human cervical carcinoma cell line (HeLa). Neutral, positive, and negative iron oxide nanoparticles were obtained by coating with dextran, aminodextran, heparin, and dimercaptosuccinic acid, resulting in colloidal suspensions stable at pH 7 with similar aggregate size. No intracellular uptake was detected in cells incubated with neutral charged nanoparticles, while negative particles showed different behaviour depending on the nature of the coating. Thus, dimercaptosuccinic-coated nanoparticles showed low cellular uptake with non-toxic effects, while heparin-coated particles showed cellular uptake only at high nanoparticle concentrations and induced abnormal mitotic spindle configurations. Finally, cationic magnetic nanoparticles show excellent properties for possible in vivo biomedical applications such as cell tracking by magnetic resonance imaging (MRI) and cancer treatment by hyperthermia: (i) they enter into cells with high effectiveness, and are localized in endosomes; (ii) they can be easily detected inside cells by optical microscopy, (iii) they are retained for relatively long periods of time, and (iv) they do not induce any cytotoxicity.

Abstract Introduction Tumor cells can effectively be killed by heat, e.g. by using magnetic hyperthermia. The main challenge in the field, however, is the generation of therapeutic temperatures selectively in the whole tumor region. We aimed to improve magnetic hyperthermia of breast cancer by using innovative nanoparticles which display a high heating potential and are functionalized with a cell internalization and a chemotherapeutic agent to increase cell death. Methods The superparamagnetic iron oxide nanoparticles (MF66) were electrostatically functionalized with either Nucant multivalent pseudopeptide (N6L; MF66-N6L), doxorubicin (DOX; MF66-DOX) or both (MF66-N6LDOX). Their cytotoxic potential was assessed in a breast adenocarcinoma cell line MDA-MB-231. Therapeutic efficacy was analyzed on subcutaneous MDA-MB-231 tumor bearing female athymic nude mice. Results All nanoparticle variants showed an excellent heating potential around 500 W/g Fe in the alternating magnetic field (AMF, conditions: H = 15.4 kA/m, f = 435 kHz). We could show a gradual inter- and intracellular release of the ligands, and nanoparticle uptake in cells was increased by the N6L functionalization. MF66-DOX and MF66-N6LDOX in combination with hyperthermia were more cytotoxic to breast cancer cells than the respective free ligands. We observed a substantial tumor growth inhibition (to 40% of the initial tumor volume, complete tumor regression in many cases) after intratumoral injection of the nanoparticles in vivo . The proliferative activity of the remaining tumor tissue was distinctly reduced. Conclusion The therapeutic effects of breast cancer magnetic hyperthermia could be strongly enhanced by the combination of MF66 functionalized with N6L and DOX and magnetic hyperthermia. Our approach combines two ways of tumor cell killing (magnetic hyperthermia and chemotherapy) and represents a straightforward strategy for translation into the clinical practice when injecting nanoparticles intratumorally.

This study delves into the intriguing properties of the 1H/1T-TaS

Epitaxial graphene/ferromagnetic metal (Gr/FM) heterostructures deposited onto heavy metals have been proposed for the realization of spintronic devices because of their perpendicular magnetic anisotropy and sizable Dzyaloshinskii–Moriya interaction (DMI), allowing for both enhanced thermal stability and stabilization of chiral spin textures. However, establishing routes toward this goal requires the fundamental understanding of the microscopic origin of their unusual properties. Here, we elucidate the nature of the induced spin–orbit coupling (SOC) at Gr/Co interfaces on Ir. Through spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy along with density functional theory, we show that the interaction of the heavy metals with the Gr layer via hybridization with the FM is the source of strong SOC in the Gr layer. Furthermore, our studies on ultrathin Co films underneath Gr reveal an energy splitting of ∼100 meV for in-plane and negligible for out-of-plane spin polarized Gr π-bands, consistent with a Rashba-SOC at the Gr/Co interface, which is either the fingerprint or the origin of the DMI. This mechanism vanishes at large Co thicknesses, where neither in-plane nor out-of-plane spin–orbit splitting is observed, indicating that Gr π-states are electronically decoupled from the heavy metal. The present findings are important for future applications of Gr-based heterostructures in spintronic devices.

π‐Electron magnetic compounds on surfaces have emerged as a powerful platform to interrogate spin interactions at the atomic scale, with great potential in spintronics and quantum technologies. A key challenge is organizing these compounds over large length scales, while elucidating their resulting magnetic properties. Herein, we offer a relevant contribution toward this objective, which consists of using on‐surface synthesis coupled with coordination chemistry to promote the self‐assembly of π‐electron magnetic porphyrin species. A porphyrin precursor equipped with carbonitrile moieties in a trans arrangement was prepared by solution synthesis and deposited on a Au(111)/mica. Depending on the specific growth protocol, surface‐promoted reactions led to the transformation of the precursor into non‐magnetic Au‐CN coordinated porphyrin monomers, covalent porphyrin dimers, and one‐dimensional porphyrin polymers (based on porphyrin monomers or covalent porphyrin dimers), as revealed by scanning probe microscopy studies combined with theoretical calculations. Interestingly, the scanning tunneling microscopy tip could convert such closed‐shell porphyrin units into open‐shell species by the removal of some peripheral hydrogen atoms. The magnetic features (i.e., singlet or triplet ground state) of the porphyrin units comprising the polymers were investigated for polymers of different lengths. No magnetic exchange coupling between adjacent units was observed.

π‐Electron magnetic compounds on surfaces have emerged as a powerful platform to interrogate spin interactions at the atomic scale, with great potential in spintronics and quantum technologies. A key challenge is organizing these compounds over large length scales, while elucidating their resulting magnetic properties. Herein, we offer a relevant contribution toward this objective, which consists of using on‐surface synthesis coupled with coordination chemistry to promote the self‐assembly of π‐electron magnetic porphyrin species. A porphyrin precursor equipped with carbonitrile moieties in a trans arrangement was prepared by solution synthesis and deposited on a Au(111)/mica. Depending on the specific growth protocol, surface‐promoted reactions led to the transformation of the precursor into non‐magnetic Au‐CN coordinated porphyrin monomers, covalent porphyrin dimers, and one‐dimensional porphyrin polymers (based on porphyrin monomers or covalent porphyrin dimers), as revealed by scanning probe microscopy studies combined with theoretical calculations. Interestingly, the scanning tunneling microscopy tip could convert such closed‐shell porphyrin units into open‐shell species by the removal of some peripheral hydrogen atoms. The magnetic features (i.e., singlet or triplet ground state) of the porphyrin units comprising the polymers were investigated for polymers of different lengths. No magnetic exchange coupling between adjacent units was observed.