諸如二極管、隧道勢壘等基本電子元件,可以原子精度包含在石墨烯納米帶中。該工作由芬蘭阿爾托大學和荷蘭烏得勒支大學、代爾夫特理工大學合作,旨在開發出工作速度極快的石墨烯電子器件。研究成果發表在《自然·通信》雜志。
石墨烯具有很多有趣的性質,全世界的研究人員都在尋找利用石墨烯的新方法。石墨烯本身不具備開啟電流或者關閉電流的特性,研究人員一直在尋找解決該問題的方法。阿爾托大學彼得·利吉洛斯教授說:"我們能以原子精度制備石墨烯結構。通過選擇某些前體物質(分子),我們可以用極高的精度編碼電路結構。"
無縫集成
通過合成石墨烯納米帶可以控制石墨烯的電子性質。先前研究表明,納米帶電子性質取決于其寬度(dependent on its atomic width)。5原子寬的納米帶與金屬線相似,均具有良好的導電性,但是如果加上兩個原子,納米帶可以成為半導體。烏得勒支大學英格瑪·斯瓦特教授說:"我們能夠無縫集成5原子寬納米帶和7原子寬納米帶,產生一個金屬-半導體結,是電子元件的基礎模塊。"
表面化學
研究人員通過化學反應制備電子石墨烯結構。研究人員將前體分子蒸發到金晶體上,前體分子與金晶體以受控方式反應,產生新的化合物。"該技術與目前制備計算機芯片上的電子納米結構不同。對于石墨烯而言,結構的精度處于原子水平,并且采用化學方法制備可能是唯一有效的方法。"
電子性質
研究人員采用先進微觀技術確定新結構的電子性質。研究人員可以通過石墨烯納米帶器件測量電流,石墨烯納米帶器件的原子結構已知。彼得·利吉洛斯教授說:"這是我們首次制備出隧道勢壘,并知道其精確的原子結構。同時測量通過器件的電流,使得我們可以定量比較理論值和實驗值。"