國科大最新Science:精確的石墨烯 “折紙術”

nanoCJ 4年前 (2019-09-06) 6662瀏覽

【引言】

石墨烯自發現以來，不管是在物理還是材料領域，一直是熱門的研究方向。通常，為了實現石墨烯納米結構，研究人員會采用化學、電化學、機械剝離和輻照等方法。然而，這些方法往往不能得到結構規整、尺寸均一的石墨烯。這樣一來，不合規的石墨烯納米結構在制造石墨烯基器件時就會遇到極大的困難。因此，對石墨烯納米結構的精確控制和設計是石墨烯基器件可以實際制造應用的關鍵之一。

【成果簡介】

中國科學院大學的高鴻鈞院士和杜世萱研究員（共同通訊作者）等人受到折紙工藝的啟發，開發了新型的石墨烯設計加工工藝。該研究利用低溫掃描隧道顯微鏡對石墨烯進行操控，研究人員沿任意指定方向對石墨烯納米島（GNIs）進行折疊-展開處理。經過反復的折疊-展開，研究人員獲得了具有可調節扭曲角和層間管狀邊緣連接的雙層石墨烯，經測量發現，扭曲角最大可至60度，加工精度可達至0.1度。研究人員進一步發現，折疊單晶GNIs能夠創造具有特定手性的管狀邊緣，具有與碳納米管相似的一維電子特征。研究認為，原子級精確的石墨烯“折紙”術為納米碳結構的構筑提供了新方法，并賦予石墨烯獨特的量子性質，為最終用于器件制造和設計提供了新的機遇。2019年09月06日，相關成果以題為“Atomically precise, custom-design origami graphene nanostructures”的文章在線發表在Science上。

【圖文導讀】

圖1 利用STM進行石墨烯折疊