用于电子和量子计算的半导体石墨烯丝带

时间：2022-04-23 11:25:06 来源：

近硝的构建块在银表面上加热，以合成具有半导体性质和梯状结构的多孔石墨烯带。在每个梯形的每个梯子中，用氮原子（蓝色）替换了两个碳原子。

物理学家和化学家团队制作了第一多孔石墨烯丝带，其中晶格中的特定碳原子被氮原子取代。这些丝带具有半导体性能，使得它们对电子和量子计算中的应用具有吸引力，如美国化学学会杂志上的大学的研究人员所报道的那样。

图石墨烯包括以蜂窝结构布置的单层碳原子组成。该材料不仅在基础研究中感兴趣，而且对其独特性质的各种应用，包括优异的导电性以及令人惊讶的强度和刚性。世界各地的研究团队正在通过用不同元素的原子替代晶格中的碳原子来进一步扩展这些特征。此外，还可以通过晶格中的孔的形成来改变电和磁性。

梯形结构

现在，由Maticicist Bare of Basel大学的物理学家和化学家和化学家博士学领导的研究人员团队从伯尔尼大学的Shi-xia Liu博士成功地生产了第一个石墨烯丝带，其晶格含有周期性毛孔和常规毛孔氮原子的图案。这种新材料的结构类似于梯子，每个梯度包含两个氮原子。

为了合成这些多孔的含氮石墨烯带，研究人员在真空中逐步加热近一步的近一步。丝带形成在高达220℃的温度下。°原子力显微镜允许研究人员不仅可以监测合成中的辛辛格，而且还要确认分子的完美梯形结构和稳定性。

非凡的财产

使用扫描隧道显微镜，来自巴塞尔大学的物理和瑞士纳米科学研究所（SNI）的科学家们还证明了这些新的石墨烯丝带不再是电导体，如纯石墨烯，但实际上表现为半导体。来自伯尔尼和沃里克大学的同事通过执行电子特性的理论计算来证实了这些发现。“半导体属性对于电子产品中的潜在应用是必不可少的，因为他们的电导率可以特别调整，”研究的第一个作者RémyPawlak博士说。

从文献中，已知晶格中的高浓度的氮原子使得石墨烯带在受到磁场时磁化。“我们预计这些多孔的氮气掺杂的石墨烯丝带呈现出非凡的磁性，”Ernst Meyer说。“在未来，丝带因此可能对量子计算中的应用感兴趣。”

参考：“自下而上合成氮掺杂多孔石墨烯纳米堡”，徐山刘，西尔维耶纳诺瓦，菲利普D'Asstolfo，Carl Drahsel，Sara Sangtarash，罗伯特Häner，Silvio Decurtins，Hatef Sadeghi，Colin J. Lambert，Ulrich J.Lambert，Ulrich Aschauer ，石霞刘和伊恩斯特迈耶，6月26日2020年6月26日，美国化学学会杂志.DOI：
10.1021 / Jacs.0C03946.

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