石墨烯納米帶產生鋸齒狀邊緣
2020-08-28 石墨烯資訊
來自日本的一組研究人員設計了一種製造微小石墨烯帶的新方法。由於石墨烯具有可預測的電子特性，這種石墨烯帶在半導體器件中非常受歡迎。然而，事實證明，這些結構是具有挑戰性的。
之前製作石墨烯納米帶的嘗試是將石墨烯薄片置於二氧化矽層上，然後使用氫原子蝕刻鋸齒狀邊緣的條帶，這一過程被稱為各向異性蝕刻。這種方法只適用於製造具有兩層或兩層以上石墨烯層的帶。
電子峰谷導致的二氧化矽不規則現象使其表面變得粗糙，因此在石墨烯單層膜上製造精確的鋸齒狀邊緣是一個挑戰。
為了解決這一問題，他們將常用的二氧化矽替換為氮化硼，並利用這種襯底和各向異性蝕刻技術，成功製造出只有一層厚、具有明確鋸齒形邊緣的石墨烯納米帶。
鋸齒形邊緣納米帶在2000 cm2/Vs範圍內表現出較高的電子遷移率，即使寬度小於10nm，也能創造乾淨、狹窄的能帶間隙，這使其成為自旋電子和納米電子器件的重要材料。
減小納米帶的寬度會使機動性因為邊緣缺陷而急劇下降。使用標準的光刻製造技術，研究已經發現遷移率為100 cm2/Vs甚至更低，但即使在10以下的納米尺度上，這種材料仍然超過2000 cm2/Vs，這表明這些納米帶具有非常高的質量。
在未來的研究中，將這種方法擴展到其他類型的襯底，可以使石墨烯單分子層快速大規模加工，製造出鋸齒狀邊緣的高質量納米帶。
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《Science》重大突破：石墨烯納米帶實現金屬性調控
研究背景石墨烯我們都很熟悉，那石墨烯納米帶(GNRs)呢？按定義，石墨烯納米帶是指大概寬度小於50 nm的石墨烯條帶。其理論模型最初於1996年提出。為了要賦予單層石墨烯某種電性，會按照特定樣式切割石墨烯，形成石墨烯納米帶（Graphene nanoribbon）。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。採用緊束縛近似模型做出的計算，預測鋸齒形具有金屬鍵性質，又預測扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質；到底是哪種性質，要依寬度而定。可是，近來根據密度泛函理論計算得到的結果，顯示出扶手椅形具有半導體性質，其能隙與納米帶帶寬成反比。 -
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物理所觀測到鋸齒形石墨烯納米帶邊緣導電
利用掃描隧道顯微鏡，已經驗證了石墨烯鋸齒形邊緣處存在局域電子態，這種電子態會沿著邊緣方向一直延伸，但在垂直邊緣的方向迅速衰減；隨著石墨烯納米帶寬度的減小，兩個鐵磁性的邊緣局域電子態呈現反鐵磁耦合，進而伴隨著納米帶從金屬性向半導體性轉變。 -
鋸齒形邊緣石墨烯納米帶中電聲子耦合效應獲新進展
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科學:納米帶從底部向上構建,為石墨烯的開關狀態鋪平了道路!
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在半導體上生長石墨烯納米帶的技術帶來更高效的電子產品
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低成本、大規模生產石墨烯納米帶的新方法
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石墨烯納米帶近年來成果集錦：7篇Science/Nature
此外，作者發現了石墨烯納米帶中的磁性基態（magnetic ground state），並且石墨烯納米帶的電子和基底之間處於去耦狀態（和金屬基底上不同），因此能夠對負載於TiO2上的石墨烯納米帶測試其載流子輸運性質等問題。 -
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在2d材質上創造完美的邊緣
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中科院上海微系統所等：製備出手性可控的石墨烯納米帶
石墨烯納米帶（GNR）是一種準一維的石墨烯納米結構，根據結構不同可表現出準金屬或半導體特性。該特性取決於GNR的手性，包括寬度、晶格取向和邊緣結構。根據不同的邊緣結構，GNR可分為「鋸齒型」（ZZ）和「扶手椅型」（AC）。 -
上海微系統所等製備出手性可控的石墨烯納米帶
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原位生長+氫刻蝕:石墨烯納米帶陣列的快速、高質量製備方法|NSR
，同時將氫氣流速控制在相對微量的狀態，引入梳狀的氫刻蝕行為，從而獲得大面積、高質量的石墨烯納米帶陣列。尤其是，石墨烯納米帶中存在由量子效應引入的帶隙，具有獨特的電學性能，可以克服石墨烯本身半金屬特質帶來的不便，更適用於集成電路的製造。 然而，快速、大規模、低成本製備高質量石墨烯納米帶的方法還有待開發。 在這項工作中，研究者調控化學氣相沉積過程中的生長參數，直接在液態金屬表面原位生長出大面積、高質量的石墨烯納米帶陣列。 -
《物理化學期刊C》:俄羅斯科學家發現石墨烯納米帶製造新方法
《物理化學期刊C》：俄羅斯科學家發現石墨烯納米帶製造新方法 CHEN • 2021-01-12 11:52:19 來源：前瞻網 E1146G0 -
上海微系統所等在六角氮化硼溝槽中成功製備石墨烯納米帶
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