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制备锯齿形石墨烯纳米带的新方法

一个来自中国和日本的研究团队设计了一种制备石墨烯纳米带的新方法,由于其预测的电子性能,这种石墨烯纳米带在制造半导体器件时非常受追捧。然而,制备这些机构是非常有挑战性的。

先前尝试制备石墨烯纳米带主要是通过将石墨烯片放置在二氧化硅层上,并且使用原子氢来刻蚀,使其具有锯齿状边缘,这个过程被称为各向异性刻蚀。然而,这种方法仅在将两层或多层石墨烯制备成带时具有很好的作用。由电子波峰和波谷产生二氧化硅内的不规则行为会使其表面变得粗糙,因此在石墨烯单分子层上制造出精确的锯齿边缘是一个挑战。解决这个问题的尝试包括将常用的二氧化硅替换为氮化硼,并且通过使用这个基板和各向异性刻蚀技术,该研究小组成功的制备出了具有良好锯齿形边缘的单层石墨烯纳米带。即使其宽度小于10 nm且能带隙窄,这个锯齿形边缘的纳米带在2000 cm2/Vs的范围内也具有高的迁移率,这使得他们成为自旋电子学和纳米电子器件的理想材料。

该研究小组解释说,减小纳米带的宽度会使其流动性急剧下降,这是由于其边缘缺陷而引起的。使用标准的光刻制造技术,其流动性在100 cm2/Vs甚至更低,但是这种材料即使在小于10nm的尺度下,其流动性仍然超过2000 cm2/Vs,表明这些纳米带具有非常高的质量。在未来的研究中,将这种方法扩展到其他种类的基板可以快速大规模制备出具有良好锯齿边缘的单层石墨烯纳米带。

来源:石墨烯网

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