 Международной исследовательской группе из университета Тохоку в институте перспективных исследований материалов удалось химически связать графеновые наноленты с зигзагообразными особенностями молекулярной сборки, и продемонстрировать электронную связь между графеновыми нанолентами. Графеновые наноленты были соединены между собой исключительно из конца в конец, образуя локтевые структуры, выявленных в качестве точек присоединения.
Эта конфигурация позволила исследователям, продемонстрировать, что электронная архитектура в точках соединение между двумя графеновыми нанолентами является то же самой, что и по отдельным графеновым нанолентам; доказывая, что электронные свойства графеновых нанолент, такие как проводимость электронов и теплопроводность, непосредственно продлеваются до локтевых структур при химическом соединении графеновых нанолент. Их работа показывает, что будущее развитие высокопроизводительной электроники с низким энергопотреблением на основе графеновых нанолент является возможным.
Уже давно ожидается, что графен может революционизировать электронику, при условии, что его можно разрезать на атомарно точные формы, которые подключены к желаемым электродам. Тем не менее, в то время как современные методы изготовления снизу вверх могут управлять электронными свойствами графена, как высокая подвижность электронов, с учетом ширины запрещенной зоны и ориентированных зигзагообразных кромок, соединение аспекта графеновых структур никогда не было непосредственно исследовано. Например, то, могут ли электроны, путешествующие по точкам присоединения двух графеновых нанолент столкнуться с высоким электрическим сопротивлением, остается открытым вопросом. Ответы на вопросы этого типа имеют решающее значение на пути к реализации будущей высокоскоростной электроники малого энергопотребления.
Современные молекулярные сборки либо производят прямые графеновые наноленты (т.е. без идентифицируемых точек присоединения), или случайно взаимосвязанные графеновые наноленты. Эти режимы роста имеют слишком много неизвестных внутренних определений того, движутся ли электроны по пунктам присоединения к графену. Ключ заключается в разработке молекулярного-узла, который производит графеновые наноленты, которые систематически взаимосвязаны с четко различимыми точками присоединения.
Для достижения этой цели исследователи использовали медные подложки, чья реакция ограничивает рост графеновых нанолент в шести направлениях, и сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) для визуализации электронной структуры графеновых нанолент. Управляя молекулярным покрытием предшественника, эта молекулярная сборка подключает графеновых нанолент из разных направлений роста систематически из конца в конец, производя локтевые структуры, выявленные в качестве точек присоединения. Использование СТМ, исследователи показали, что делокализация взаимосвязанных состояниям распространяется так же, как по одной прямойи по точке соединения двух графеновых нанолент. Этот результат показывает, что электронные свойства отдельных графеновых нанолент, такие как электронная проводимость теплопроводности, должны быть такими же на концах отдельных графеновых нанолент, что и на двух соединенных графеновых нанолент.
Основной вывод из работы исследователей заключается в том, что взаимосвязанные графеновые наноленты. не показывают электронные нарушения (например, локализацию электронов, которая увеличивает сопротивление в точках присоединения. Гладкая взаимосвязь электронов показывает, что свойства графеновых нанолент (в том числе с учетом ширины запрещенной зоны, или даже спин-ориентированных зигзагообразных кромок) могут быть связаны с другими графеновых структур. Эти результаты показывают, что поиск способа подключения бездефектных графеновых нанолент к желаемым электродам может быть ключевой стратегия к достижению электроники высокой производительности и низкого энергопотребления.
|
