石墨烯纳米带

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鋸齒形石墨烯納米帶的二維結構。採用緊束縛近似模型做出的計算,顯示出鋸齒形具有金屬鍵性質。
扶手椅形石墨烯納米帶的二維結構。採用緊束縛近似模型做出的計算,顯示出扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質,依寬度而定。

為了要賦予單層石墨烯某種電性,會按照特定樣式切割石墨烯,形成石墨烯纳米带Graphene nanoribbon)。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。採用緊束縛近似模型做出的計算,預測鋸齒形具有金屬鍵性質,又預測扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質;到底是哪種性質,要依寬度而定。可是,近來根據密度泛函理論計算得到的結果,顯示出扶手椅形具有半導體性質,其能隙與納米帶帶寬成反比[1]。實驗結果確實地展示出,隨著納米帶帶寬減小,能隙會增大[2]。但是,直至2009年, 尚沒有任何測量能隙的實驗試著辨識精確邊緣結構。 通過施加外磁場,石墨烯奈米帶的光學響應也可以調整至太赫茲頻域 [3]

石墨烯納米帶的結構具有高電導率、高熱導率、低雜訊,這些優良品質促使石墨烯納米帶成為積體電路互連材料的另一種選擇,有可能替代銅金屬。有些研究者試著用石墨烯納米帶來製成量子點,他們在納米帶的某些特定位置改變寬度,形成量子禁閉quantum confinement[4]

石墨烯納米帶的低维結構具有非常重要的光电性能:粒子數反轉和寬帶光增益。這些優良品質促使石墨烯納米帶放在微腔或纳米腔体中形成激光器 [5] 和放大器。 根据2012年10月的一份研究表明有些研究者試著将石墨烯納米帶应用于光通信系统,发展石墨烯納米激光器 [6]

參見[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Barone, V., Hod, O., and Scuseria, G. E. Electronic Structure and Stability of Semiconducting Graphene Nanoribbons. Nano Lett. 2006, 6 (12): 2748. doi:10.1021/nl0617033. PMID 17163699. 
  2. ^ Han., M.Y., Özyilmaz, B., Zhang, Y., and Kim, P. Energy Band-Gap Engineering of Graphene Nanoribbons. Phys. Rev. Lett. 2007, 98: 206805. doi:10.1103/PhysRevLett.98.206805. 
  3. ^ Junfeng Liu, A. R. Wright, Chao Zhang, and Zhongshui Ma. Strong terahertz conductance of graphene nanoribbons under a magnetic field. Appl Phys Lett. 29 July 2008, 93: 041106–041110. doi:10.1063/1.2964093. 
  4. ^ Wang, Z. F., Shi, Q. W., Li, Q., Wang, X., Hou, J. G., Zheng, H., et al. Z-shaped graphene nanoribbon quantum dot device. Applied Physics Letters. 2007, 91: 053109. doi:10.1063/1.2761266. 
  5. ^ Shan, G.C., et al. Nanolaser with a Single-Graphene-Nanoribbon in a Microcavity. Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. 2011, 6: 138-143. doi:10.1166/jno.2011.1148. 
  6. ^ Shan, G.C.,Shek, C.H.,. Modeling an Electrically Driven Graphene-Nanoribbon Laser for Optical Interconnects. IEEE Conference. 2012. doi:10.1109/PGC.2012.6458072. 

外部連結[编辑]