Tập xác định: \(D = (0; +\infty)\).
Tính đạo hàm:
\[y' = (x^2)'\ln x + x^2(\ln x)' = 2x\ln x + x^2 \cdot \frac{1}{x} = 2x\ln x + x = x(2\ln x + 1).\]
Giải \(y' = 0\) trên \((0; +\infty)\):
\[x(2\ln x + 1) = 0.\]
Vì \(x > 0\) nên \(x \neq 0\), do đó:
\[2\ln x + 1 = 0 \Leftrightarrow \ln x = -\frac{1}{2} \Leftrightarrow x = e^{-1/2} = \frac{1}{\sqrt{e}}.\]
Bảng biến thiên:

Từ bảng biến thiên, hàm số đạt cực tiểu tại \(x = \dfrac{1}{\sqrt{e}}\).
Giá trị cực tiểu:
\[y\!\left(\frac{1}{\sqrt{e}}\right) = \left(\frac{1}{\sqrt{e}}\right)^2 \ln\frac{1}{\sqrt{e}} = \frac{1}{e} \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = -\frac{1}{2e}.\]
Chọn C.