『石墨烯 合成』新方法能夠在金屬氧化物表面上合成納米石墨烯

2020-09-24 智識諮詢

德國、美國及波蘭、盧森堡的研究人員發現了一種在金屬氧化物表面形成納米石墨烯的方法。

基於碳的納米結構是用於納米電子學的有前途的材料。然而，它們通常需要在非金屬表面上形成，迄今為止，這一直是材料學的一個挑戰。來自德國埃爾蘭根 - 紐倫堡大學（Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg（FAU））和美國橡樹嶺國家實驗室及波蘭、盧森堡的研究人員發現了一種在金屬氧化物表面形成納米石墨烯的方法。他們的研究發表在近期的《科學》雜誌上。

石墨烯通常被描述為奇蹟材料，二維、柔韌、抗撕裂、重量輕、用途廣泛。此外，這種碳基納米結構具有獨特的電性能，使其對納米電子應用具有吸引力。根據其尺寸和形狀，納米石墨烯可以是導電的或半導電的，這是在納米電晶體中使用必不可少的特性。由於其良好的導電性和導熱性，它還可以替代未來納米處理器中的銅（導電）和矽（半導電）。

為了製造電子電路，納米石墨烯分子必須合成並直接組裝在絕緣或半導電錶面上。雖然金屬氧化物是用於此目的的最佳材料，但與金屬表面相比，納米技術在金屬氧化物表面上的直接合成是不可能的，因為它們具有相當低的化學反應性。研究人員必須在高溫下進行該過程，這將導致幾種無法控制的二次反應。由Konstantin Amsharov博士領導的一個科學家小組現在開發了一種在非金屬表面即絕緣表面或半導體合成納米技術的方法。



研究人員的方法涉及使用碳氟鍵，這是最強的碳鍵。它用於觸發多級過程。所需的納米石墨烯通過氧化鈦表面上的環化脫氫氟化形成多米諾骨牌。因此，所有「缺失的」碳 - 碳鍵彼此形成在類似於拉鏈被封閉的表層中。這使研究人員能夠在氧化鈦（一種半導體）上製造納米石墨烯。該方法還允許它們通過改變初步分子的排列來定義納米石墨烯的形狀。新的碳 - 碳鍵和最終的納米技術形成了研究人員放置氟原子的地方。這些研究結果首次表明，碳基納米結構如何通過直接合成在相關的半導體或絕緣表面的製造技術。「這項突破性的創新提供了有效和簡單的電子納米電路，可以真正發揮作用，可以將現有的微電子技術縮小到納米尺度，」 這項工作的共同研究人員Amsharov博士解釋說。

文獻連結：http://science.sciencemag.org/content/363/6422/57

參考來源：埃爾蘭根 - 紐倫堡大學 智識諮詢編譯

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