摘要:地下合成已成为一种有力的策略,用于制造原子上精确的石墨烯纳米骨(GNR)的前所未有的形式。但是,锯齿形GNR(ZGNR)的地下合成仅取得了有限的成功。在此,我们报告了2,7-二溴-9,9' - 苯甲酰基的合成和表面反应,作为朝向π-延伸ZGNRS的前体。通过扫描隧道显微镜和高分辨率非接触原子力显微镜的表征清楚地证明了烟碱融合的ZGNR的形成。独特的骨骼重排,可以通过分子内多尔 - alder cycloadition来解释。对蒽接受ZGNR的电子特性的理论计算显示自旋极晶状体和0.20 eV的狭窄带隙。关键字:地下合成,石墨烯纳米替恩,表面反应,重排,边缘状态■简介
碳基纳米结构可以根据其精确的键合结构显示出异常多样的特性。这包括石墨烯纳米带 (GNR),1-3 其中石墨烯晶格被限制为狭窄的一维条纹。具有扶手椅取向边缘的 GNR 显示出半导体带结构。相比之下,锯齿形甚至手性 GNR 是准金属的,并且会形成自旋极化边缘态,2-5 除非它们非常窄。在这种情况下,两侧的边缘态相互杂化,这会猝灭自旋极化并赋予带常规的半导体带结构。6,7 对于具有 (3,1) 手性矢量的带,维持准金属行为所需的最小宽度包括从一侧到另一侧的六条碳锯齿线。6 这一理论预测最近已通过合成和光谱表征 Au(111) 上不同宽度的 (3,1) 手性 GNR 得到实验证实。 8 然而,这些纳米带,就像纯锯齿状边缘的 GNR 9 或具有与周期性锯齿状边缘段相关的低能态的其他 GNR 10–12 一样,迄今为止仅在 Au(111) 上合成和表征。为了研究具有较低功函数的不同基底对纳米带电子特性的影响,我们在弯曲的 Ag 晶体 13 上合成了六条锯齿状线宽的 (3,1) 手性 GNR((3,1,6)-chGNR,图 1a),该晶体相对于中心 (111) 表面取向向两侧跨越高达 ±15 度的邻位角(图 1b)。整个晶体的合成都是成功的,但样品每一侧的不同类型的台阶对纳米带的优选方位角排列有不同的影响。这为我们提供了一个理想的样品,可通过角分辨光电子发射 (ARPES) 研究沿纳米带纵轴和垂直于纳米带纵轴的能带色散。我们使用的反应物是 2',6'-二溴-9,9':10',9”-四蒽 (DBTA,图 1a),合成方法见补充信息。8 它经过