几十纳米宽的二维石墨烯带具有独特的性质,在未来的电子产品中非常有趣。目前,研究人员首次对同一晶圆片上生长的两种可能结构的纳米带进行了完整的表征,从而明确了提高产量的途径。
石墨烯以纳米带的形式呈现出所谓的弹道传输,这意味着当电流流过时,材料不会升温。这为高速、低功率纳米电子开辟了一条有趣的道路。纳米带的形式也可能让石墨烯表现得更像半导体,而半导体是晶体管和二极管中的一种材料。石墨烯纳米带的性能与带状边缘的精确结构密切相关。此外,石墨烯结构的对称性使其边缘具有两种不同的形状,即锯齿形和扶手椅形,这取决于带状长边和短边各自的方向。
这些纳米带生长在碳化硅模板上,在良好的控制条件下,由MAX IV实验室、Chemnitz技术大学、Leibniz汉诺威大学和Linkoping大学的研究团队进行了彻底的表征。该模板具有两个不同的结晶方向上的脊线,使得扶手椅和锯齿形石墨烯纳米带都能形成。其结果是可预测的高质量石墨烯纳米带的生长,这些纳米带具有毫米级的均匀性和良好控制的边缘结构。
其中一项新发现是,研究人员能够展示纳米带的大部分的弹道传输。作者之一阿列克谢•扎哈罗夫(Alexei Zakharov)表示,这是可能的,因为该小组在Chemnitz进行了4次长度低于100纳米的探针实验,极具挑战性。
电学特性也表明,在所谓的扶手椅结构的缎带,阻力是许多倍高,而不是较低的阻力之字形获得。这意味着扶手椅上的纳米带可能会出现带隙,使它们变成半导体。制备纳米带生长模板的过程是可扩展的。这意味着它将很好地用于大规模生产石墨烯纳米带,使其成为电子工业未来材料的良好候选材料。
到目前为止,我们一直在研究30-40纳米宽的纳米带。它的挑战性nanoribbons 10纳米或更少,但是他们会非常有趣的电特性,´s计划这样做。然后我们还将在MAXPEEM beamline研究它们,Zakharov说。
在MAXPEEM波束线上进行的测量使用的是一种不需要x射线的技术。今年春天,beamline将进入试运行阶段,并将于今年开始欢迎用户。
——文章发布于2019年1月22日