微米和纳米科技材料

化学家只用光和热合成了石墨烯带

化学家只用光和热合成了石墨烯带

石墨烯的窄带

硅,通常用于制造半导体的有光泽的脆性金属 – 是现代电子产品的重要组成部分。但随着电子设备越来越小,创造出适合其内部的微小硅元件变得越来越具有挑战性,而且越来越昂贵。

今日,加州大学洛杉矶分校的化学家已经开发出一种生产石墨烯纳米带的新方法,许多科学家相信这种新一代结构有朝一日会为电子电子设备提供电力。

这项研究发表在“美国化学学会杂志”上。

纳米带是非常狭窄的石墨烯条,只有几个碳原子的宽度。他们拥有带隙,这意味着电子必须流过它们以产生电流。

没有间隙的材料可以让电子无障碍地流过,不能用来建立逻辑电路。

研究小组利用基于紫外光和暴露于600度热的简单反应,通过分子构建了石墨烯纳米带分子。

加州大学洛杉矶分校加利福尼亚纳米系统研究所的成员说:“没有其他人能够做到这一点,但是如果要在工业规模上建立这些分子,这将是非常重要的成就。

该方法改进了其他现有的用于制造石墨烯纳米带的方法,其中之一涉及切割称为碳纳米管的石墨烯开管。这种特殊的方法是不精确的,会产生尺寸不一致的色带,这是一个问题,因为纳米带的带隙值取决于它的宽度。

为了创造纳米带,科学家开始生长四种不同的无色分子晶体。晶体将分子锁定在完美的方向上进行反应,然后团队使用光线将分子缝合成聚合物,聚合物是由碳和氢原子重复单元组成的大型结构。

然后科学家们将这些有光泽的深蓝色聚合物放在只含有氩气的烘箱中,并将其加热到600摄氏度。热量为聚合物提供了必要的能量提升,形成最终的键,使纳米带成为最终的形状:由碳原子组成的六边形环和沿着碳带边缘的氢原子。

这个过程花费了大约一个小时,产生了八个碳原子宽但是数千个原子长的石墨烯纳米带。科学家们通过照射不同波长的光来验证纳米带的分子结构,这些纳米带的颜色和光泽都是深黑色的。

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