基尔大学 石墨烯纳米带(中心)由单层蜂窝状碳原子组成
该带只有几个碳原子宽，根据其形状和宽度具有不同的电特性
电子的局部密度在边缘增加，如方框中的暗红色区域所示
学分:基尔大学 需要新材料来进一步缩小电子元件的尺寸，从而使笔记本电脑和智能手机等设备更快、更高效
新型材料石墨烯的微小纳米结构在这方面很有前景
石墨烯由单层碳原子组成，除其他外，还具有很高的导电性
然而，这种纳米结构中的极端空间限制强烈影响它们的电子性质
基尔大学理论物理和天体物理研究所(ITAP)的迈克尔·博尼茨(Michael Bonitz)教授领导的团队现在已经成功地使用一个复杂的计算模型模拟了这些特殊纳米结构中电子的详细行为
这些知识对于石墨烯纳米结构在电子器件中的潜在应用至关重要
纳米结构中电子性质的精确模拟 去年，两个研究小组各自独立地成功制造了窄的、原子级精确的石墨烯纳米带，并测量了它们的电子能量
纳米带的宽度以精确控制的方式变化
纳米带的每一部分都有自己的能量状态和电子结构
“然而，测量结果不能被以前的理论模型完全复制，”博尼茨说，他是意大利理工学院统计物理学主席
连同他的博士学位
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来自丹麦技术大学(DTU)的学生简-菲利普·朱斯特和他们的丹麦同事安蒂-佩卡·饶教授开发了一个改进的模型，该模型与实验有很好的一致性
物理学家将他们的理论成果发表在著名杂志《纳米快报》的最新一期上
新的和更精确的计算机模拟的基础是假设实验和以前的模型之间的偏差是由电子相互排斥的细节引起的
虽然这种库仑相互作用也存在于金属中，并且确实以粗略的方式包含在早期的模拟中，但这种影响在小石墨烯纳米带中要大得多，需要进行详细的分析
电子被从它们原来的能量状态中驱逐出去，不得不“寻找”其他地方，正如博尼茨解释的那样:“我们能够证明，由于电子的库仑相互作用而产生的相关效应对局部能谱有显著的影响。”
纳米带的形状决定了它们的电子性质 通过研究许多这样的纳米带，研究小组已经阐明了电子的允许能量值如何取决于纳米结构的长度、宽度和形状
“当纳米带的几何形状、宽度和形状改变时，能谱也会改变，”朱斯特补充道
“我们的新数据第一次允许精确预测如何通过具体改变纳米带的形状来控制能谱，”哥本哈根DTU的饶说
研究人员希望这些预测现在也能在实验中得到验证，并导致新纳米结构的开发
这种系统可以为电子设备的进一步小型化做出重要贡献
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