或者,可以将掺杂剂沉积到GNR上,15,16,但鲜为人知的是如何通过GNR产生吸附的掺杂剂。在这里,我们证明,在抑制热差异的浴温度下,高电流会驱动掺杂原子来划分。有趣的是,差异是与GNR共同的,从而使GNR独特的模型系统用于研究一个维度的原子差异。特定的GNR顶部的原子,其本身被吸附在AU(111)上(111)。我们将大型电流注入GNR中,STM尖端与GNR接触,在与靶向的CO原子的各种距离处。因此,驱动ad-artoms的驱动范围,我们发现几乎所有的co原子都依赖于GNR,并沿着肋骨进行了差异。我们分析了电流引起的侧向位移的统计分布,显示出与热驱动过程相似的非方向跳跃。我们预计系统可以是
边缘表现出独特的电子特性,具体取决于其翻译矢量(n,m)所描述的边缘配置。12,13近年来,已经合成了一系列具有各种宽度和边缘拓扑结构的GNR,用于基础研究和随后的设备集成。自上而下的方法,包括石墨烯9、14的光刻图案以及碳纳米管的解压缩,15种通常提供缺陷和不确定的边缘结构。与自上而下的方法相比,GNR的自下而上的合成,采用了基于溶液的16和表面辅助方案,17似乎是实现具有统一宽度和定义边缘结构的GNR的强大工具。但是,从溶液中自下而上合成的GNR的沉积是具有挑战性的,并且通常会导致无定形膜。8,16,18地下合成是为设备应用制造高质量GNR组件的一种有前途的方法,尽管仍然需要这些GNR从金属底物转移。通过设计合理的分子单体并利用金属表面的催化性,具有定义结构的GNR可以在大面积上生长。7,8,17迄今为止,大多数原子上精确的GNR已在特定的金属表面上合成,例如Au,17 Ag,19和Cu 20在Ultrahigh真空(UHV)中。然而,UHV合成取决于精致且昂贵的设备,这限制了高质量的GNR的大规模生产。
摘要:具有原子级精确宽度和边缘结构的石墨烯纳米带 (GNR) 具有半导体特性和高载流子迁移率,是一类很有前途的光电子纳米材料。了解 GNR 中载流子产生的基本静态光学特性和超快动力学对于光电应用至关重要。结合太赫兹光谱和理论计算,我们报告了液相分散 GNR 中强激子效应,结合能高达 ∼ 700 meV,宽度为 1.7 nm,光学带隙为 ∼ 1.6 eV,说明了光生电子和空穴之间固有的强库仑相互作用。通过跟踪激子动力学,我们发现 GNR 中激子的超快形成具有超过 100 ps 的长寿命。我们的研究结果不仅揭示了 GNR 中激子的基本方面(强结合能和超快激子形成等),而且还突出了 GNR 在光电器件中的良好性能。关键词:石墨烯纳米带、激子、激子形成、激子结合能、太赫兹光谱 ■ 简介
新的光学特性在光热疗法、比色传感、生物成像和光电子学中具有潜在的应用。[1–8] 在过去二十年中,随着 GNR 合成方法的不断改进,[9,10] 人们开发出了许多用于排列和组装 GNR 的技术,从而获得了新的光学特性。[11] GNR 具有纵向和横向表面等离子体共振 (LSPR 和 TSPR),当光的电场分别沿长度和直径方向取向时,会激发这些共振。LSPR 比 TSPR 更强烈,LSPR 的波长取决于纳米棒的长宽比,从而可以调谐到近红外光谱。 GNR 的取向可以选择性地激发 LSPR 或 TSPR,目前已通过拉伸聚合物薄膜[12–14] 静电纺丝聚合物纤维[15,16] 控制蒸发介导沉积[17,18] 模板沉积[19–23] 皱纹辅助组装[24] 机械刷[25] 和液晶分散[26–31] 等方法实现。尽管其中一些取向技术可以提供高度有序性,但利用施加的磁场或电场对分散在液体中的 GNR 进行动态取向的能力因其速度和可逆性而颇具吸引力。利用电场对 GNR 进行取向,
原子级精确的石墨烯纳米带 (GNR) 因其可大幅改变的电子特性而日益受到关注,这些特性可通过在化学合成过程中控制其宽度和边缘结构来定制。近年来,GNR 特性在电子设备中的开发主要集中在将 GNR 集成到场效应晶体管 (FET) 几何形状中。然而,由于存在单栅极,此类 FET 器件的静电可调性有限。本文报道了将 9 个原子宽的扶手椅型石墨烯纳米带 (9-AGNR) 集成到由超窄手指栅极和两个侧栅极组成的多栅极 FET 几何形状中的设备。高分辨率电子束光刻 (EBL) 用于定义窄至 12 纳米的手指栅极,并将它们与石墨烯电极相结合以接触 GNR。低温传输光谱测量揭示了具有丰富库仑钻石图案的量子点 (QD) 行为,表明 GNR 形成的 QD 既串联又并联。此外,结果表明,附加栅极能够实现纳米结中 QD 的差分调谐,为实现基于 GNR 的多点系统的多栅极控制迈出了第一步。
摘要对石墨烯纳米纤维(GNR)中量子限制效应(GNR)产生的异常电子结构的直接控制密切相关,这与色带结构所施加的几何边界条件密切相关。除了替代掺杂原子的组成和位置外,单位细胞的对称性,GNR的宽度,长度和终止,控制其电子结构。在这里,我们提出了一种合理的设计,该设计将这些相互依存的变量集成在模块化自下而上的合成中。我们的混合化学方法取决于催化剂转移聚合(CTP),该聚合能够建立对长度,宽度和终端组的良好控制。与表面辅助的循环氢化步骤相辅相成,由基质辅助直接(MAD)传输方案,几何和在聚合物模板中编码的功能处理方案独特地启用,并忠实地映射到相应的GNR的结构上。键合分辨扫描隧道显微镜(BRSTM)和光谱学(STS)验证了聚合物模板设计与GNR电子结构之间的稳健相关性。
石墨烯纳米纤维(GNR)由于通过边缘结构和色带宽度的变化来精确调整电子性能的潜力,因此在纳米电子学上引起了显着关注。然而,GNR与高度渴望的锯齿形边缘(ZGNR)的合成,对旋转和量子信息技术至关重要,仍然具有挑战性。在这项研究中,提出了用于合成一类称为边缘延伸ZGNRS的新型GNR类的设计主题。此基序可以定期沿曲折边缘的边缘扩展进行控制。与融合到功能区轴交替侧面的双斜烯单元的特定GNR实例(3- Zigzag行宽的ZGNR)的合成。 所得的边缘延伸的3-ZGNR使用扫描探针技术以其化学结构和电子性能进行了全面的特征,并取决于密度功能理论计算。 此处展示的设计主题为综合各种边缘扩展的ZGNR范围开辟了新的可能性,扩大了GNR的结构景观,并促进了其结构依赖性电子特性的探索。与融合到功能区轴交替侧面的双斜烯单元的特定GNR实例(3- Zigzag行宽的ZGNR)的合成。所得的边缘延伸的3-ZGNR使用扫描探针技术以其化学结构和电子性能进行了全面的特征,并取决于密度功能理论计算。此处展示的设计主题为综合各种边缘扩展的ZGNR范围开辟了新的可能性,扩大了GNR的结构景观,并促进了其结构依赖性电子特性的探索。
摘要:结构明确定义的石墨烯纳米纤维(GNR)是具有独特光电特性的纳米结构。在液相,强聚集通常会阻碍其内在特性的评估。最近,我们报道了一种新型的GNR,并用脂肪族侧链装饰,产生的分散体主要由孤立的GNR组成。在这里,我们采用二维电子光谱来阐明分离的GNR的光学特性,并阐明其宽阔且无特征的吸收带的过渡。我们观察到通常在建模中忽略的振动耦合在GNR的光学特性中起主要作用。此外,通过电子过渡的大型不均匀扩大,揭示了强烈的环境效应。最后,我们还表明,在150 fs的时间尺度上,光激发的明亮状态衰减达到了一个黑暗状态,该状态与亮状态保持在热平衡状态,该状态仍然负责纳米秒时尺度上的发射。关键字:石墨烯纳米纤维,超快光谱,二维电子光谱,不均匀扩展,振动耦合
摘要:结构明确定义的石墨烯纳米纤维(GNR)是具有独特光电特性的纳米结构。在液相,强聚集通常会阻碍其内在特性的评估。最近,我们报道了一种新型的GNR,并用脂肪族侧链装饰,产生的分散体主要由孤立的GNR组成。在这里,我们采用二维电子光谱来阐明分离的GNR的光学特性,并阐明其宽阔且无特征的吸收带的过渡。我们观察到通常在建模中忽略的振动耦合在GNR的光学特性中起主要作用。此外,通过电子过渡的大型不均匀扩大,揭示了强烈的环境效应。最后,我们还表明,在150 fs的时间尺度上,光激发的明亮状态衰减达到了一个黑暗状态,该状态与亮状态保持在热平衡状态,该状态仍然负责纳米秒时尺度上的发射。关键字:石墨烯纳米纤维,超快光谱,二维电子光谱,不均匀扩展,振动耦合