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Nano Research发表课题组石墨烯纳米带的限域生长研究
发布时间:2021-08-17

    石墨烯纳米带(GNRs)具有独特的电学特性,其比零带隙的二维平面石墨烯更适合开发新一代电子器件,近年来受到学界广泛关注。GNRs的带隙受到其宽度与边缘结构的调控,因此可控制备具有特定边缘与宽度的GNRs是该领域的重要课题。以不同直径单壁碳纳米管(SWCNTs)提供的的限域空间为纳米反应器调控小分子前驱体反应合成特定GNRs具有与众不同的反应机理,值得进一步研究与开发。


    中山大学石磊课题组以二茂铁为前驱体分子,利用一系列不同直径分布的SWCNTs作为纳米反应器,研究了不同GNRs的生长与SWCNTs之间的关系。通过拉曼光谱与透射电子显微镜(HRTEM)表征发现GNRs的宽度受SWCNTs直径的调控,尤其平均直径1.3nm的SWCNTs能够制备大量6、7-扶手椅型GNRs(6-AGNRs、7-AGNRs)。此外经过半导体型与金属型分离的SWCNTs对GNRs产率也具有一定影响。同时指出,GNRs与SWCNTs之间的范德瓦耳斯力作用是调控GNRs生长的关键因素。

    

    相关的研究成果以“Carbon nanotube-dependent synthesis of armchair graphene nanoribbons”为题发表在国际著名学术期刊Nano Research上。张一帆博士为论文的第一作者。中山大学材料科学与工程学院为论文第一单位石磊和杨国伟教授为论文的通讯作者。上海科技大学的Kecheng Cao教授, 日本产业综合研究所的Takeshi Saito和Hiromichi Kataura研究员,维也纳大学的Hans Kuzmany和Thomas Pichler教授,乌尔姆大学的Ute Kaiser教授为共同作者。该研究工作受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金的支持。