换底物提高了石墨烯纳米带的边缘

换底物提高了石墨烯纳米带的边缘

它现在是可行的自旋电子设备和半导体 — — 单层石墨烯纳米带的边缘锯齿的珍贵的材料。

微乎其微丝带的石墨烯是抢手积木半导体器件由于其预期的电子性质。但是,使这些纳米结构一直是个挑战。现在,来自中国和日本的研究团队已经设计出一种新的方法,在实验室中使结构。他们的研究结果出现在最近一期应用物理快报,从 AIP 出版。

“许多研究预测性能的石墨烯纳米带的锯齿边缘,与”光宇张,研究高级作者说。”但在实验中很难,实际上使这种材料。

以前,研究人员一直试图通过将石墨烯放在一层二氧化硅和使用原子氢腐蚀后立即带锯齿边缘,一个称为各向异性刻蚀过程使石墨烯纳米带。这些边缘是关键调节纳米带的属性。

但这种方法只致力于好让丝带有两个或更多的石墨烯层。由电子高峰和低谷的二氧化硅的违规行为粗化其表面,在石墨烯膜上创建精确的边缘锯齿是一个挑战。张和他的同事从中国科学院,纳米材料和纳米器件,以及量子物质协同创新中心北京重点实验室联手日本合作者从国家研究所材料科学来解决问题。

他们用一种晶体材料,化学缓慢并有光滑的表面没有电子颠簸和坑氮化硼替换底层硅。通过使用这种基质和各向异性腐蚀技术,集团成功地进行了石墨烯纳米带,只有一层厚,并有明确的边缘锯齿。

张解释说”这是我们见过,石墨烯对硼氮化表面可以制作这种可控的方式的第一次,”。

锯齿刃纳米报道高电子迁移率 2000 cm2/Vs 甚至在宽度小于 10nm — — 范围内的最高值过这些结构 — — 和创建清洁,窄带隙,这使得它们自旋电子学器件和纳米电子设备有前途的材料。

张说:”当你减少纳米带的宽度时,流动性骤减由于边缘缺陷”。”使用标准光刻制造技术,研究过流动性 100 cm2/Vs 或甚至更低,但我们的材料仍超过 2000 cm2/Vs 甚至在子 10 纳米尺度,表明这些纳米带的质量非常高。

今后研究,扩展该方法,对其他种类的衬底可以使单层石墨烯,使高质量纳米与边缘锯齿的快速大规模处理。

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