石墨烯纳米带可能很快就会更容易生产。由马丁路德大学哈勒-维滕贝格(MLU)、田纳西大学和欧洲橡树岭国家实验室领导的国际研究团队首次成功地在半导体表面直接生产这种多功能材料。到目前为止,这只能在金属表面上实现。新方法还使科学家能够定制纳米带的特性。存储技术是该材料的潜在应用之一。研究小组在即将出版的《科学》杂志上报告了其结果。
多年来,石墨烯被视为未来的材料。简单来说,它是一个类似于蜂窝的二维碳表面。这种特殊的结构赋予了材料独特的特性:例如,它非常稳定和超轻。人们对石墨烯纳米带特别感兴趣,因为它们是一种可用于例如电气和计算机行业的半导体材料。“这就是为什么世界各地的许多研究小组都将精力集中在石墨烯纳米带上,”MLU 的化学家 Konstantin Amsharov 教授解释说。这些只有纳米尺寸的带子由几个碳原子宽组成。它们的特性由它们的形状和宽度决定。当石墨烯研究刚刚开始时,这些带是通过切割更大的部分来产生的。”
他和来自德国、欧洲和波兰的同事现在已经成功地简化了令人梦寐以求的纳米带的生产。该团队通过将单个原子连接在一起来生产材料,从而可以定制属性。研究人员首次成功地在非金属材料二氧化钛表面生产了带状材料。“到目前为止,这些带主要是在金表面合成的。这不仅相对昂贵,而且不切实际,”Amsharov 解释说。这种方法的问题在于黄金导电。这将直接否定石墨烯纳米带的特性,这就是该方法仅用于基础研究的原因。然而,首先需要金作为催化剂来生产纳米带。此外,表面——一项非常棘手的工作。Amsharov 和他的同事发现的新方法解决了这组问题。
“我们的新方法使我们能够完全控制石墨烯纳米带的组装方式。该过程在技术上是相关的,因为它也可以用于工业水平。它也比以前的过程更具成本效益,”Amsharov 说,在概括。纳米带有许多应用领域:它们可用于未来的存储和半导体技术,并且它们在量子计算机的发展中起着至关重要的作用。