2020年7月1
石墨烯纳米带具有一个碳原子的厚度和超过标准半导体技术的电学特性，有望成为新一代微型化电子器件。
然而，这个理论仍然远远超前于现实，目前的石墨烯纳米带还没有发挥出它们的潜力。
一项新的合作研究通讯材料亚博网站下载项目的波峰,JST日本奈良包括科学和技术研究所(NAIST)、富士通实验室有限公司和富士通有限公司和东京大学的报告首次17亚博老虎机网登录-carbon宽石墨烯nanoribbon和证实它有最小的能带到目前为止已知的石墨烯带的制作都由一个自底向上的方式之一。
从电脑到智能手机，使用硅半导体的大规模集成电路(lsi)被广泛应用于各种电子设备。它们实际上支撑着我们的生活和几乎所有的事情。
然而，虽然LSI通过减小器件的尺寸提高了器件的性能，但LSI小型化正接近其极限。与此同时，商业需求继续对企业施加压力，要求它们在更小的尺寸下制造性能更高的智能手机，而行业压力则要求它们使用更小的设备进行大规模制造。app亚博体育
研究小组组长富士通(Fujitsu Ltd亚博网站下载.)佐藤信太郎(Shintaro Sato)博士说，解决这些问题肯定需要其他方法和/或材料。
“硅半导体在更小的尺寸上给了我们更好的性能。然而，我们正在达到设备小型化的极限。因此，我们对石墨烯纳米带的性能有很高的期望，它只有一个原子厚，是一种二维材料，具有半导电性能，”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，它是碳基半导体家族中鲜为人知的成员。石墨烯纳米带具有二维石墨烯所没有的独特的电子和磁性。
“有趣的是，石墨烯纳米带的电子和磁性可以根据宽度和边缘结构进行广泛调整。”NAIST的Hiroko Yamada教授说。
扶手椅型石墨烯纳米带显示宽度相关的带隙，是一种很有应用前景的纳米带。它们可以被分为三个亚族(3p, 3p + 1, 3p + 2)，它们的带隙与这些亚族的宽度成反比。
基本上，属于3p + 2亚族的更宽的扶手椅边缘石墨烯纳米带在不同的石墨烯纳米带之间具有最小的带隙，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13条属于3p + 1亚族、带隙大于1ev的石墨烯纳米带，但Sato、Yamada和同事们展示了一个属于3p + 2亚族、带隙更小的17-石墨烯纳米带的合成。
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”，并使用二溴苯为基础的分子作为表面石墨烯纳米带合成的前体。
“有很多方法可以合成石墨烯纳米带，但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的Hironobu Hayashi博士解释道，他也参与了这项研究。
富士通的Junichi Yamaguchi博士的扫描隧道显微镜和光谱学。以及东京大学Akitoshi Shiotari博士和Yoshiaki Sugimoto教授的非接触原子力显微镜，证实了获得的17扶手椅石墨烯纳米带的原子和电子结构。
此外，实验获得的17扶手椅石墨烯纳米带的带隙为0.6 eV，这是第一次以可控的方式合成带隙小于1ev的石墨烯纳米带。
“我们希望这些17碳宽的石墨烯纳米带为新的基于gnr的电子设备铺平道路，”佐藤说。
来源:http://www.naist.jp/en/