手性可控石墨烯纳米带制备乐成
手性可控石墨烯纳米带制备乐成
克日，中国科学院上海微系统与信息技能研究所研究员王浩敏团队关于六角氮化硼（h-BN）的研究取得新希望，首次在其外貌乐成制备脱手性可控的石墨烯纳米带（GNR），并举办了输运性质研究。相关研究成就已在线颁发于《自然—质料》。
GNR是一种准一维的石墨烯纳米布局，不只具有高迁移率和载流本领，并且由于量子限域和边沿效应，可以或许开启带隙。这些特性使GNR有望成为包罗纳米标准场效应晶体管、自旋电子器件等的候选质料。然而，在绝缘衬底外貌，可控地制备具有锯齿型或扶手椅型两类边沿特异性的亚5纳米宽的GNR仍是一个棘手的科学困难。
王浩敏团队发明，h-BN是一种具有优异的化学和热不变性的宽带隙二维质料，具有六角蜂窝网状晶体布局和原子级平整的外貌，不存在外貌悬挂键和陷阱电荷，是可以保持GNR本征电学性质的抱负衬底，并展开研究。
此前，该团队通过引入硅烷举办气相催化，在h-BN外貌乐成实现了石墨烯晶畴的快速发展和界线调控，并首次通过回收h-BN沟槽作为发展模板，实现了取向GNR的可控发展，乐成开启带隙。
在这项研究中，团队成员操作差异金属纳米颗粒在h-BN外貌刻蚀出边沿平直且沿特定取向的具有单原子层厚度的沟槽，然后，通过化学气相沉积法在沟槽中制备出宽度小于5纳米的高质量取向可控GNR。通过与海外课题组相助，借助扫描透射电子显微镜展现了石墨烯和h—BN界线处的面表里延发展方法，而且制备获得的GNR边沿原子级平整。
进一步的电输运丈量功效表白，所有亚5纳米宽度的锯齿型GNR（ZGNR）都显示出大于0.4 电子伏特的带隙，而窄的扶手椅型GNR（AGNR）的带隙随宽度变革较大。由带隙较大的GNR制成的晶体管在室温下的开关比大于105，载流子迁移率高于1,500 平方厘米/伏特?秒电子。另外，在8—10 纳米宽的ZGNR的转移曲线中调查到明明的电导峰，而在大大都AGNR中却没有视察到。同时，GNR的磁输运研究表白，ZGNR具有较小的磁导，而AGNR具有更高的磁导值。
专家暗示，该研究成就是首次乐成将手性可控的石墨烯纳米带面内集成在h—BN晶格中，是面向开拓具有原子层厚度的高机能集成电路迈出的重要一步，为实现操控和堆垛具有极薄厚度的巨大纳米集成电路提供了的新途径。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-020-00806-2
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