一种用于制造石墨烯纳米波纹的新型自组装方法

时间：2021-06-04 08:52:08 来源：

通过扫描隧道显微镜进行成像的石墨烯纳米簇簇。最长的缎带长度仅为12.5纳米。重叠的红色模型结构突出了色带的周期性之字形边缘。

来自UCLA和东北大学的科学家已经发现了一种用于生产缺陷的石墨烯纳米波巴的新型自组装方法，使它们更接近彻底改变电子产品。

首先在2004年表征，石墨烯是具有非凡性质的二维材料。仅仅比硅导电的热量和电荷速度的厚度仅为一个碳原子，并且在导电的情况下速度越快，石墨烯将在不久的将来旋转高速晶体管。

石墨烯的异国情调的电子和磁性可以通过切割大量的材料来定制到特定长度的丝带和边缘配置 - 科学家们已经理论上具有Zigzag边缘的纳米杆是最磁的，使它们适用于SpintRonics应用。（与传统电子产品不同，使用电子的旋转而不是其充电。）

但这种“自上而下”的制造方法尚不实际，因为用于定制丝带的当前光刻技术总是产生缺陷。

现在，来自加州大学生和东北大学的科学家已经发现了一种新的自组装方法，用于生产具有周期性锯齿边缘区域的无缺陷石墨烯纳米纤维。在这种“自下而上”技术中，研究人员使用铜基材的独特性质来改变前体分子彼此反应的方式，它们组装成石墨烯纳米波氏。这允许科学家控制基板上的纳米布尔斯的长度，边缘配置和位置。

通过自组装制造的这种新的石墨烯制造方法是朝向制造自组装石墨烯装置的垫料石，这将大大提高数据存储电路，电池和电子产品的性能。

Paul Weiss，化学和生物化学教授以及加州大学洛杉矶加州加州纳米系统研究所的成员，制定了与帕特里克汉族和塔罗希莫斯的纳米波利布斯制作的方法，该方法在日本仙台的东北大学先进的材料研究所研究所的教授Weiss也是一名会员。该研究最近发表在ACS Nano期刊。

“为了使设备脱离石墨烯，我们需要控制其几何和电子结构，”Weiss表示。“使Z字形边缘同时进行两者，因为具有锯齿形边缘的石墨烯纳米坯的一些特殊性。拥有这些手头将使我们能够测试关于它们的理论预测，例如磁性。“

已经尝试了制造石墨烯的其他自下而上的方法，但它们产生了需要随后被隔离和定位用于器件的束带的束带。

“自下而上的分子组件中的先前策略使用了惰性基材，例如金或银，给予分子很多弥漫性并在表面上反应，”韩表示。“但这也意味着这些分子组装的方式由分子间力和分子化学完全决定。我们的方法由于长度和方向控制，打开了在所需位置的自组装单石墨烯装置的可能性。“

出版物：帕特里克汉，等人，“自下而上的石墨烯 - 纳米臂制造揭示了手性边缘和对映选择性，”ACS Nano“，2014,8（9），PP 9181-9187; DOI：10.1021 / NN5028642

图像：帕特里克韩

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