奈良科技学院 (1)金(111)上17-AGNR的自下而上合成方案,(2)高分辨率扫描隧道显微镜图像,(3)17-AGNR的数控原子力显微镜图像
信用:山口俊一,杉本四叶靖信,佐藤信太郎,山田弘子 石墨烯纳米带只有一个碳原子的厚度,其电学特性可以超过标准半导体技术,有望成为新一代小型化电子器件
然而,该理论仍然远远领先于现实,目前的石墨烯纳米带还没有发挥出它们的潜力
一个新的合作研究在通信材料中看到的一个项目的佳洁士,日本JST包括奈良科技研究所(NAIST),富士通实验室有限公司
富士通有限公司
东京大学报道了有史以来第一个17碳宽的石墨烯纳米带,并证实它具有迄今为止通过自下而上方式制备的kno wn石墨烯纳米带中最小的带隙
使用硅半导体的大规模集成电路被广泛应用于从计算机到智能手机的各种电子设备中
这些天来,他们实际上支持着我们的生活和几乎所有的事情
然而,尽管大规模集成电路通过减小器件的尺寸提高了器件的性能,但大规模集成电路的小型化已接近极限
与此同时,商业需求继续给企业带来压力,要求它们以更小的尺寸生产性能更高的智能手机,而行业压力要求用更小的设备进行大规模制造
该小组组长Dr
富士通株式会社佐藤信太郎
“硅半导体以更小的尺寸给我们带来了更好的性能
然而,我们已经达到了制造设备的极限
因此,我们对石墨烯纳米带的性能有很高的期望,石墨烯纳米带只有一个原子厚,是一种二维材料,”他指出
石墨烯纳米带是蜂窝状结构,与石墨烯和碳纳米管相比,它是较少为人所知的碳基半导体家族成员
石墨烯纳米带表现出独特的电子和磁性,这是二维石墨烯所没有的
“有趣的是,石墨烯纳米带的电子和磁性被广泛调整为宽度和边缘结构的函数
”教授说
NAIST的山田浩子
扶手椅型石墨烯纳米带显示出与宽度相关的带隙,是器件应用中很有前途的纳米带类型
它们可以分为三个子族(3p,3p + 1,3p + 2),它们的带隙与这些族的宽度成反比
基本上,属于3p + 2亚家族的较宽的扶手椅型边缘石墨烯纳米带在不同的石墨烯纳米带中具有最小的带隙,在基于GNR的器件中具有相当大的开发潜力
到目前为止,已经报道了属于3p + 1亚家族的13-扶手椅型石墨烯纳米带,其带隙超过1 eV,但是Sato、Yamada和同事展示了属于3p + 2亚家族的17-石墨烯纳米带的合成,其带隙甚至更小
石墨烯纳米带的合成是基于自下而上的方法,称为“表面合成”,并且基于二溴苯的分子被用作表面石墨烯纳米带合成的前体
“有许多方法可以合成石墨烯纳米带,但是为了生产原子级精确的石墨烯纳米带,我们决定使用自下而上的方法
重要的一点是,如果我们使用自下而上的方法,前驱体的结构可以定义石墨烯纳米带的最终结构,”NAIST博士解释说
也为这项研究做出贡献的林广信
扫描隧道显微镜和光谱学
富士通的山口俊一
有限的
和非接触原子力显微镜
明志史奥塔里和教授
东京大学的吉明·杉本四叶证实了获得的17个扶手椅型石墨烯纳米带的原子和电子结构
此外,实验获得的17-扶手椅型石墨烯纳米带的带隙为0
这是首次以可控方式合成带隙小于1电子伏的石墨烯纳米带
佐藤说:“我们预计这些17碳宽的石墨烯纳米带将为新的基于GNR的电子器件铺平道路。”
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