stringtranslate.com

Графеновая нанолента

Изображения, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) графеновых нанолент с периодической шириной и рисунком легирования бором. Реакция полимеризации, используемая для их синтеза, показана сверху. [1]

Графеновые наноленты ( GNR , также называемые нанографеновыми лентами или нанографитовыми лентами ) представляют собой полоски графена шириной менее 100 нм. Графеновые ленты были введены в качестве теоретической модели Мицутакой Фудзитой и соавторами для изучения эффекта края и наномасштабного размера в графене. [2] [3] [4]

Производство

Нанотомия

Большие количества контролируемых по ширине графеновых нанолент могут быть получены с помощью графитовой нанотомии, [5] где применение острого алмазного ножа к графиту приводит к образованию графитовых наноблоков, которые затем могут быть отслоены для получения графеновых нанолент, как показал Викас Берри . Графеновые наноленты также могут быть получены путем «распаковки» или аксиальной резки нанотрубок . [6] В одном из таких методов многослойные углеродные нанотрубки были распакованы в растворе под действием перманганата калия и серной кислоты . [7] В другом методе графеновые наноленты были получены путем плазменного травления нанотрубок, частично встроенных в полимерную пленку. [8] Совсем недавно графеновые наноленты были выращены на подложках из карбида кремния (SiC) с использованием ионной имплантации с последующим вакуумным или лазерным отжигом. [9] [10] [11] Последний метод позволяет записывать любой рисунок на подложках SiC с точностью 5 нм. [12]

Эпитаксия

Графеновые наноленты (GNR) выращивались на краях трехмерных структур, вытравленных в пластинах карбида кремния . Когда пластины нагреваются примерно до 1000 °C (1270 K; 1830 °F), кремний преимущественно вытесняется вдоль краев, образуя наноленты, структура которых определяется рисунком трехмерной поверхности. Ленты имели идеально гладкие края, отожженные в процессе изготовления. Измерения подвижности электронов, превышающие один миллион, соответствуют сопротивлению слоя в один Ом на квадрат — на два порядка ниже, чем в двумерном графене. [13]

Химическое осаждение из паровой фазы

Наноленты уже 10 нм, выращенные на германиевой пластине, действуют как полупроводники, демонстрируя запрещенную зону . Внутри реакционной камеры, с использованием химического осаждения из паровой фазы , метан используется для осаждения углеводородов на поверхность пластины, где они реагируют друг с другом, образуя длинные ленты с гладкими краями. Ленты использовались для создания прототипов транзисторов . [14] При очень медленной скорости роста кристаллы графена естественным образом вырастают в длинные наноленты на определенной грани кристалла германия . Контролируя скорость роста и время роста, исследователи добились контроля над шириной наноленты. [15]

Недавно исследователи из SIMIT (Шанхайский институт микросистем и информационных технологий, Китайская академия наук) сообщили о стратегии выращивания графеновых нанолент с контролируемой шириной и гладкими краями непосредственно на диэлектрических подложках из гексагонального нитрида бора (h-BN). [16] Команда использует наночастицы никеля для травления канавок глубиной в монослой и шириной в нанометр в h-BN, а затем заполняет их графеном с помощью химического осаждения из паровой фазы . Изменение параметров травления позволяет настраивать ширину канавки до менее 10 нм, а полученные ленты толщиной менее 10 нм демонстрируют ширину запрещенной зоны почти 0,5 эВ. Интеграция этих нанолент в полевые транзисторные устройства показывает соотношения включения-выключения более 10 4 при комнатной температуре, а также высокую подвижность носителей заряда ~750 см 2 В −1 с −1 .

Многоступенчатый синтез нанолент

Был исследован подход «снизу вверх». [17] [18] В 2017 году сухой контактный перенос использовался для прессования стекловолоконного аппликатора, покрытого порошком атомарно точных графеновых нанолент на пассивированной водородом поверхности Si(100) в вакууме . 80 из 115 графеновых нанолент визуально закрывали решетку подложки со средней видимой высотой 0,30 нм. Графеновые наноленты не выравниваются с решеткой Si, что указывает на слабую связь. Средняя ширина запрещенной зоны по 21 графеновой наноленте составила 2,85 эВ со стандартным отклонением 0,13 эВ. [19]

Метод непреднамеренно перекрыл некоторые наноленты, что позволило изучить многослойные графеновые наноленты. Такие перекрытия могли быть сформированы намеренно путем манипуляции с помощью сканирующего туннельного микроскопа . Водородная депассивация не оставила запрещенной зоны. Ковалентные связи между поверхностью Si и графеновыми нанолентами приводят к металлическому поведению. Атомы поверхности Si движутся наружу, и графеновые наноленты меняют форму с плоской на искаженную, при этом некоторые атомы C движутся к поверхности Si. [19]

Электронная структура

Электронные состояния графеновых нанолент в значительной степени зависят от структур краев (кресло или зигзаг). В зигзагообразных краях каждый последующий сегмент края находится под углом, противоположным предыдущему. В кресельных краях каждая пара сегментов представляет собой поворот предыдущей пары на 120/-120 градусов. Анимация ниже наглядно объясняет оба. Зигзагообразные края обеспечивают локализованное состояние края с несвязывающими молекулярными орбиталями вблизи энергии Ферми. Ожидается, что они будут иметь большие изменения в оптических и электронных свойствах из- за квантования . [20]

Расчеты, основанные на теории сильной связи, предсказывают, что зигзагообразные графеновые наноленты всегда являются металлическими, в то время как кресла могут быть как металлическими, так и полупроводниковыми, в зависимости от их ширины. [20] Однако расчеты теории функционала плотности (DFT) показывают, что наноленты кресла являются полупроводниковыми с энергетической щелью, масштабируемой обратно ширине графеновой наноленты. [21] Эксперименты подтвердили, что энергетические щели увеличиваются с уменьшением ширины графеновой наноленты. [22] Графеновые наноленты с контролируемой ориентацией краев были изготовлены с помощью литографии сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). [23] Сообщалось о энергетических щелях до 0,5 эВ в ленте кресла шириной 2,5 нм.

Кресловидные наноленты являются металлическими или полупроводниковыми и представляют собой спин-поляризованные края. Их щель открывается благодаря необычной антиферромагнитной связи между магнитными моментами на противоположных краевых атомах углерода. Этот размер щели обратно пропорционален ширине ленты [20] [24] [25], и его поведение можно проследить до пространственных свойств распределения волновых функций краевых состояний и преимущественно локального характера обменного взаимодействия, которое порождает спиновую поляризацию. Следовательно, квантовое ограничение, межкраевой суперобмен и внутрикраевой прямой обмен взаимодействия в зигзагообразных графеновых нанолентах важны для их магнетизма и ширины запрещенной зоны. Краевой магнитный момент и запрещенная зона зигзагообразных графеновых нанолент обратно пропорциональны концентрации электронов/дырок, и ими можно управлять с помощью щелочных адатомов . [26]

Их 2D-структура, высокая электро- и теплопроводность и низкий уровень шума также делают графеновые наноленты возможной альтернативой меди для соединений интегральных схем. Исследования изучают создание квантовых точек путем изменения ширины графеновых нанолент в выбранных точках вдоль ленты, создавая квантовое ограничение . [27] [20] Были реализованы гетеропереходы внутри отдельных графеновых нанолент, среди которых структуры, которые, как было показано, функционируют как туннельные барьеры.

Графеновые наноленты обладают полупроводниковыми свойствами и могут быть технологической альтернативой кремниевым полупроводникам [28], способным поддерживать тактовую частоту микропроцессоров около 1 ТГц [29] Полевые транзисторы шириной менее 10 нм были созданы с использованием графеновых нанолент – «GNRFET» – с отношением I on / I off >10 6 при комнатной температуре. [30] [31]

Механические свойства

Хотя трудно подготовить графеновые наноленты с точной геометрией для проведения реальных испытаний на растяжение из- за ограниченного разрешения в нанометровом масштабе, механические свойства двух наиболее распространенных графеновых нанолент (зигзаг и кресло) были исследованы с помощью вычислительного моделирования с использованием теории функционала плотности , молекулярной динамики и метода конечных элементов . Поскольку двумерный графеновый лист с прочной связью, как известно, является одним из самых жестких материалов, модуль Юнга графеновых нанолент также имеет значение более 1 ТПа. [32] [33] [34]

Модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона графеновых нанолент различаются в зависимости от размеров (с разной длиной и шириной) и форм. Эти механические свойства анизотропны и обычно обсуждаются в двух направлениях в плоскости, параллельном и перпендикулярном одномерному периодическому направлению. Механические свойства здесь будут немного отличаться от двумерных графеновых листов из-за особой геометрии, длины связи и прочности связи, особенно на краю графеновых нанолент. [32] Эти наномеханические свойства можно настроить с помощью дальнейшего химического легирования, чтобы изменить среду связывания на краю графеновых нанолент. [33] При увеличении ширины графеновых нанолент механические свойства будут сходиться к значению, измеренному на графеновых листах. [32] [33] Один анализ предсказал высокий модуль Юнга для графеновых нанолент «кресло» около 1,24 ТПа методом молекулярной динамики. [32] Они также показали нелинейное упругое поведение с членами более высокого порядка на кривой напряжение-деформация . В области более высокой деформации для полного описания нелинейного поведения потребовался бы еще более высокий порядок (>3). Другие ученые также сообщили о нелинейной упругости с помощью метода конечных элементов и обнаружили, что модуль Юнга, предел прочности на разрыв и пластичность нанолент графена «кресло» больше, чем у нанолент графена «зигзаг». [35] В другом отчете предсказывается линейная упругость для деформации между -0,02 и 0,02 на нанолентах графена «зигзаг» с помощью модели теории функционала плотности. [33] В линейной области электронные свойства будут относительно стабильными при слегка изменяющейся геометрии. Энергетические щели увеличиваются с -0,02 эВ до 0,02 эВ для деформации между -0,02 и 0,02, что обеспечивает возможности для будущих инженерных приложений.

Прочность на разрыв нанолент графена «кресло» составляет 175 ГПа с большой пластичностью 30,26% деформации разрушения , [32] что показывает более высокие механические свойства по сравнению со значением 130 ГПа и 25%, экспериментально измеренным на однослойном графене. [36] Как и ожидалось, наноленты графена с меньшей шириной полностью разрушались бы быстрее, поскольку увеличивалось бы соотношение более слабых краевых связей. В то время как деформация растяжения нанолент графена достигала своего максимума, связи CC начинали бы рваться и затем образовывали бы гораздо большие кольца, делая материалы слабее до разрушения. [32]

Оптические свойства

Самые ранние численные результаты по оптическим свойствам графеновых нанолент были получены Линем и Шю в 2000 году. [20] [37] Были представлены различные правила отбора для оптических переходов в графеновых нанолентах с ребрами armchair и zigzag. Эти результаты были дополнены сравнительным исследованием зигзагообразных нанолент с однослойными углеродными нанотрубками armchair, проведенным Сю и Райхлом в 2007 году. [38] Было продемонстрировано, что правила отбора в зигзагообразных лентах отличаются от правил отбора в углеродных нанотрубках, а собственные состояния в зигзагообразных лентах можно классифицировать как симметричные или антисимметричные. Также было предсказано, что краевые состояния должны играть важную роль в оптическом поглощении зигзагообразных нанолент. Оптические переходы между краевыми и объемными состояниями должны обогащать низкоэнергетическую область ( эВ) спектра поглощения сильными пиками поглощения. Аналитический вывод численно полученных правил отбора был представлен в 2011 году. [39] [40] [20] Правило отбора для падающего света, поляризованного продольно оси зигзагообразной ленты, таково, что является нечетным, где и нумерует энергетические зоны, тогда как для перпендикулярной поляризации является четным. Внутризонные (межподзонные) переходы между подзонами проводимости (валентности) также разрешены, если является четным.

Оптические правила отбора зигзагообразных графеновых нанолент

Для графеновых нанолент с ребрами armchair правило отбора . Подобно трубчатым переходам межподзонные переходы запрещены для графеновых нанолент armchair. Несмотря на различные правила отбора в однослойных углеродных нанотрубках armchair и зигзагообразных графеновых нанолентах, предсказывается скрытая корреляция пиков поглощения. [41] Корреляция пиков поглощения в трубках и лентах должна иметь место, когда число атомов в элементарной ячейке трубки связано с числом атомов в элементарной ячейке зигзагообразной ленты следующим образом: , что является так называемым условием соответствия для периодических и жестких граничных условий стенки. Эти результаты, полученные в рамках приближения ближайших соседей модели сильной связи, были подтверждены расчетами теории функционала плотности из первых принципов с учетом эффектов обмена и корреляции. [42]

Первопринципные расчеты с квазичастичными поправками и многочастичными эффектами исследовали электронные и оптические свойства материалов на основе графена. [43] С помощью расчетов GW точно исследованы свойства материалов на основе графена, включая графеновые наноленты, [44] краевые и поверхностные функционализированные наноленты графена armchair [45] и масштабные свойства в нанолентах графена armchair. [46]

Анализы

Графеновые наноленты можно анализировать с помощью сканирующего туннельного микроскопа, спектроскопии Рамана, [47] [48] инфракрасной спектроскопии, [49] [50] [51] и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. [52] Например, сообщалось, что внеплоскостное изгибное колебание одного CH на одном бензольном кольце, называемое SOLO, которое похоже на зигзагообразный край, на зигзагообразных графеновых нанолентах, проявляется при 899 см −1 , тогда как два CH на одном бензольном кольце, называемые DUO, которые похожи на кресельный край, на креслообразных графеновых нанолентах, как сообщается, проявляются при 814 см −1 в результате вычисленных ИК-спектров. [50] Однако анализ графеновой наноленты на подложках с помощью инфракрасной спектроскопии затруднен даже с использованием метода отражательно-абсорбционной спектрометрии. Таким образом, для анализа инфракрасной спектроскопии необходимо большое количество графеновой наноленты.

Реактивность

Известно, что зигзагообразные края более реакционноспособны, чем кресельные края, что наблюдается при дегидрировании реактивностей между соединением с зигзагообразными краями (тетрацен) и кресельными краями (хризен). [53] Кроме того, зигзагообразные края имеют тенденцию быть более окисленными, чем кресельные края без газификации. [54] Зигзагообразные края с большей длиной могут быть более реакционноспособными, как это можно увидеть из зависимости длины аценов от реакционной способности. [55]

Приложения

Полимерные нанокомпозиты

Графеновые наноленты и их окисленные аналоги, называемые нанолентами оксида графена, были исследованы в качестве нанонаполнителей для улучшения механических свойств полимерных нанокомпозитов. Было отмечено увеличение механических свойств эпоксидных композитов при загрузке графеновых нанолент. [56] Увеличение механических свойств биоразлагаемых полимерных нанокомпозитов полипропиленфумарата при низком весовом проценте было достигнуто путем загрузки окисленных графеновых нанолент, изготовленных для применения в инженерии костной ткани. [57]

Контрастное вещество для биовизуализации

Гибридные методы визуализации, такие как фотоакустическая (PA) томография (PAT) и термоакустическая (TA) томография (TAT), были разработаны для приложений биовизуализации . PAT/TAT сочетает в себе преимущества чистого ультразвука и чисто оптической визуализации/ радиочастоты (RF), обеспечивая хорошее пространственное разрешение, большую глубину проникновения и высокий контраст мягких тканей. GNR, синтезированные путем распаковки одно- и многослойных углеродных нанотрубок, были описаны как контрастные агенты для фотоакустической и термоакустической визуализации и томографии . [58]

Катализ

В катализе графеновые наноленты (GNR) предлагают несколько выгодных особенностей, которые делают их привлекательными в качестве катализаторов или носителей катализаторов. Во-первых, их высокое отношение поверхности к объему обеспечивает обильные активные центры для каталитических реакций. Эта улучшенная площадь поверхности обеспечивает эффективное взаимодействие с молекулами реагентов, что приводит к улучшению каталитических характеристик. [59]

Во-вторых, структура края графеновых нанолент играет решающую роль в катализе. Зигзагообразные и кресельные края графеновых нанолент обладают отличительными электронными свойствами, что делает их пригодными для определенных реакций. Например, наличие ненасыщенных атомов углерода на краях может служить активными центрами для адсорбции и реакции различных молекул.

Более того, графеновые наноленты могут быть функционализированы или легированы гетероатомами для дальнейшей адаптации их каталитических свойств. Функционализация определенными группами или легирование такими элементами, как кремний, [60] азот, бор, [61] или переходные металлы, может ввести дополнительные активные центры или изменить электронную структуру, что позволяет проводить селективные каталитические превращения. [62]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Каваи, Сигэки; Сайто, Сёхей; Осуми, Шиничиро; Ямагучи, Сигэхиро; Фостер, Адам С.; Спайкер, Питер; Мейер, Эрнст (2015). «Атомно-контролируемое замещающее легирование графеновых нанолент бором». Природные коммуникации . 6 : 8098. Бибкод : 2015NatCo...6.8098K. doi : 10.1038/ncomms9098. ПМК  4560828 . ПМИД  26302943.
  2. ^ Фудзита М.; Вакабаяси К.; Накада К.; Кусакабэ К. (1996). «Особое локализованное состояние на зигзагообразном крае графита». Журнал Физического общества Японии . 65 (7): 1920. Bibcode : 1996JPSJ...65.1920F. doi : 10.1143/JPSJ.65.1920.
  3. ^ Nakada K.; Fujita M.; Dresselhaus G.; Dresselhaus MS (1996). «Состояние края в графеновых лентах: эффект размера нанометра и зависимость формы края». Physical Review B. 54 ( 24): 17954–17961. Bibcode : 1996PhRvB..5417954N. doi : 10.1103/PhysRevB.54.17954. PMID  9985930.
  4. ^ Вакабаяси К.; Фудзита М.; Аджики Х.; Сигрист М. (1999). «Электронные и магнитные свойства нанографитовых лент». Physical Review B. 59 ( 12): 8271–8282. arXiv : cond-mat/9809260 . Bibcode : 1999PhRvB..59.8271W. doi : 10.1103/PhysRevB.59.8271. S2CID  119523846.
  5. ^ ab Mohanty, Nihar; Moore, David; Xu, Zhiping; Sreeprasad, TS; Nagaraja, Ashvin; Rodriguez, Alfredo Alexander; Berry, Vikas (2012). "Производство переносимых и диспергируемых графеновых наноструктур контролируемой формы и размера на основе нанотомии" (PDF) . Nature Communications . 3 (5): 844. Bibcode :2012NatCo...3E.844M. doi : 10.1038/ncomms1834 . PMID  22588306.
  6. ^ Брумфилд, Г. (2009). «Нанотрубки, разрезанные на ленты. Новые технологии позволяют создавать ленты из углеродных трубок». Nature . doi :10.1038/news.2009.367.
  7. ^ Косынкин, Дмитрий В.; Хиггинботам, Аманда Л.; Синицкий, Александр; Ломеда, Джей Р.; Димиев, Айрат; Прайс, Б. Кэтрин; Тур, Джеймс М. (2009). «Продольное расстегивание углеродных нанотрубок для формирования графеновых нанолент». Nature . 458 (7240): 872–6. Bibcode :2009Natur.458..872K. doi :10.1038/nature07872. hdl : 10044/1/4321 . PMID  19370030. S2CID  2920478.
  8. ^ Лиин Цзяо; Ли Чжан; Синьрань Ван; Георгий Дианков; Хунцзе Дай (2009). «Узкие графеновые наноленты из углеродных нанотрубок». Nature . 458 (7240): 877–80. Bibcode :2009Natur.458..877J. doi :10.1038/nature07919. PMID  19370031. S2CID  205216466.
  9. ^ «Написание графеновых схем с помощью ионных «ручек»». ScienceDaily. 27 марта 2012 г. Получено 29 августа 2012 г.
  10. ^ "AIP's Physics News Highlights 27 марта 2012 г.". Американский институт физики (AIP). 2012-03-28 . Получено 29 августа 2012 г.
  11. ^ Tongay, S.; Lemaitre, M.; Fridmann, J.; Hebard, AF; Gila, BP; Appleton, BR (2012). «Нанесение графеновых нанолент на SiC методом ионной имплантации». Appl. Phys. Lett . 100 (73501): 073501. Bibcode : 2012ApPhL.100g3501T. doi : 10.1063/1.3682479.
  12. ^ "Написание графеновых схем с помощью ионных 'ручек'". Американский институт физики . Новости Nanowerk. 27 марта 2012 г. Получено 29 августа 2012 г.
  13. ^ «Новая форма графена позволяет электронам вести себя как фотоны». kurzweilai.net . 6 февраля 2014 г. Получено 11 октября 2015 г.
  14. ^ Оркатт, Майк (13 августа 2015 г.). «Новая технология дает графеновым транзисторам необходимое преимущество | MIT Technology Review». MIT Technology Review . Получено 2015-10-11 .
  15. ^ "Конструкция 'Carmchair nanoribbon' делает графен масштабируемым полупроводником | KurzweilAI". www.kurzweilai.net . 19 августа 2015 г. . Получено 13 октября 2015 г.
  16. ^ Чэнь, Линсю; Хэ, Ли; Ван, Хуэйшань (2017). «Ориентированные графеновые наноленты, встроенные в гексагональные траншеи нитрида бора». Nature Communications . 8 : 14703. arXiv : 1703.03145 . Bibcode : 2017NatCo...814703C. doi : 10.1038/ncomms14703. PMC 5347129. PMID  28276532 . 
  17. ^ Ян, X.; Доу, X.; Руханипур, А.; Чжи, Л.; Редер, HJ; Мюллен, К. (2008). «Двумерные графеновые наноленты». Журнал Американского химического общества . 130 (13): 4216–4217. дои : 10.1021/ja710234t. ПМИД  18324813.
  18. ^ Dössel, L.; Gherghel, L.; Feng, X.; Müllen, K. (2011). «Графеновые наноленты от химиков: нанометрового размера, растворимые и бездефектные». Angewandte Chemie International Edition . 50 (11): 2540–3. doi :10.1002/anie.201006593. PMID  21370333. S2CID  31349898.
  19. ^ ab "the Foresight Institute » Блог » Чистое размещение атомарно точных графеновых нанолент". www.foresight.org . 23 января 2017 г. Получено 15 февраля 2017 г.
  20. ^ abcdef Chung, HC; Chang, CP; Lin, CY; Lin, MF (2016). «Электронные и оптические свойства графеновых нанолент во внешних полях». Physical Chemistry Chemical Physics . 18 (11): 7573–7616. arXiv : 1510.01889 . Bibcode :2016PCCP...18.7573C. doi :10.1039/C5CP06533J. PMID  26744847. S2CID  35857980.
  21. ^ Barone, V.; Hod, O.; Scuseria, GE (2006). «Электронная структура и стабильность полупроводниковых графеновых нанолент». Nano Letters . 6 (12): 2748–54. Bibcode : 2006NanoL...6.2748B. doi : 10.1021/nl0617033. PMID  17163699.
  22. ^ Han., MY; Özyilmaz, B.; Zhang, Y.; Kim, P. (2007). "Энергетическая инженерия запрещенной зоны графеновых нанолент". Physical Review Letters . 98 (20): 206805. arXiv : cond-mat/0702511 . Bibcode : 2007PhRvL..98t6805H. doi : 10.1103/PhysRevLett.98.206805. PMID  17677729. S2CID  6309177.
  23. ^ Тапасто, Левенте; Добрик, Гергели; Ламбен, Филипп; Биро, Ласло П. (2008). «Изучение атомной структуры графеновых нанолент методом литографии на сканирующем туннельном микроскопе». Природные нанотехнологии . 3 (7): 397–401. arXiv : 0806.1662 . дои : 10.1038/nnano.2008.149. PMID  18654562. S2CID  20231725.
  24. ^ Сон Y.-W.; Коэн ML; Луи SG (2006). «Энергетические щели в графеновых нанолентах». Physical Review Letters . 97 (21): 216803. arXiv : cond-mat/0611602 . Bibcode : 2006PhRvL..97u6803S. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.216803. PMID  17155765. S2CID  536865.
  25. ^ Jung. J.; Pereg-Barnea T.; MacDonald AH (2009). "Теория межкраевого суперобмена в зигзагообразном краевом магнетизме". Physical Review Letters . 102 (22): 227205. arXiv : 0812.1047 . Bibcode : 2009PhRvL.102v7205J. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.227205. PMID  19658901. S2CID  6539197.
  26. ^ Хуан, Лян Фэн; Чжан, Го Жэнь; Чжэн, Сяо Хун; Гонг, Пэн Лай; Цао, Тэн Фей; Цзэн, Чжи (2013). «Понимание и настройка эффекта квантового ограничения и краевого магнетизма в зигзагообразной графеновой наноленте». J. Phys.: Condens. Иметь значение . 25 (5): 055304. Бибкод : 2013JPCM...25e5304H. дои : 10.1088/0953-8984/25/5/055304. PMID  23300171. S2CID  9252524.
  27. ^ Wang, ZF; Shi, QW; Li, Q.; Wang, X.; Hou, JG; Zheng, H.; Yao, Y.; Chen, J. (2007). "Z-образное графеновое наноленточное квантовое точечное устройство". Applied Physics Letters . 91 (5): 053109. arXiv : 0705.0023 . Bibcode : 2007ApPhL..91e3109W. doi : 10.1063/1.2761266. S2CID  119244435.
  28. ^ Буллис, Кевин (2008-01-28). "Графеновые транзисторы". Technology Review . Кембридж: MIT Technology Review, Inc. Архивировано из оригинала 2020-04-10 . Получено 2008-02-18 .
  29. ^ Буллис, Кевин (25.02.2008). "TR10: Графеновые транзисторы". Technology Review . Cambridge: MIT Technology Review, Inc. Получено 27.02.2008 .
  30. ^ Ван, Синьрань; Оуян, Ицзянь; Ли, Сяолинь; Ван, Хайлян; Го, Цзин; Дай, Хунцзе (2008). "Полностью полупроводниковые суб-10-нм графеновые наноленточные полевые транзисторы при комнатной температуре". Physical Review Letters . 100 (20): 206803. arXiv : 0803.3464 . Bibcode : 2008PhRvL.100t6803W. doi : 10.1103/PhysRevLett.100.206803. PMID  18518566. S2CID  12833620.
  31. ^ Ballon, MS (2008-05-28). Углеродные наноленты открывают возможность создания более мелких и быстрых компьютерных чипов. Stanford Report
  32. ^ abcdef Бу, Хао; Чен, Юнфэй; Цзоу, Мин; Йи, Хун; Би, Кэдонг; Ни, Чжунхуа (22 июля 2009 г.). «Атомистическое моделирование механических свойств графеновых нанолент». Буквы по физике А. 373 (37): 3359–3362. Бибкод : 2009PhLA..373.3359B. doi :10.1016/j.physleta.2009.07.048.
  33. ^ abcd Фаччо, Рикардо; Денис, Пабло; Пардо, Хелена; Гойенола, Сесилия; Момбру, Альваро (19 июня 2009 г.). «Механические свойства графеновых нанолент». Физический журнал: конденсированное вещество . 21 (28): 285304. arXiv : 0905.1440 . Бибкод : 2009JPCM...21B5304F. дои : 10.1088/0953-8984/21/28/285304. PMID  21828517. S2CID  5099613 — через IOPscience.
  34. ^ Georgantzinos, SK; Giannopoulos, GI; Anifantis, NK (декабрь 2010 г.). «Численное исследование упругих механических свойств графеновых структур». Materials & Design . 31 (10): 4646–4654. doi :10.1016/j.matdes.2010.05.036.
  35. ^ Георганцинос, СК; Яннопулос, Дж.И.; Катсареас, Делавэр; Какавас, Пенсильвания; Анифантис, Северная Каролина (май 2011 г.). «Размер-зависимые нелинейные механические свойства графеновых нанолент». Вычислительное материаловедение . 50 (7): 2057–2062. doi : 10.1016/j.commatsci.2011.02.008.
  36. ^ Чангу, Ли; Вэй, Сяодин; Кисар, Джеффри; Хон, Джеймс (18 июля 2008 г.). «Измерение упругих свойств и внутренней прочности монослойного графена». Science . 321 (5887): 385–388. Bibcode :2008Sci...321..385L. doi :10.1126/science.1157996. PMID  18635798. S2CID  206512830.
  37. ^ Лин, Мин-Фа; Шуй, Фэн-Лин (2000). «Оптические свойства нанографитовых лент». J. Phys. Soc. Jpn . 69 (11): 3529. Bibcode : 2000JPSJ...69.3529L. doi : 10.1143/JPSJ.69.3529.
  38. ^ Hsu, Han; Reichl, LE (2007). «Правило отбора для оптического поглощения графеновых нанолент». Phys. Rev. B. 76 ( 4): 045418. Bibcode : 2007PhRvB..76d5418H. doi : 10.1103/PhysRevB.76.045418.
  39. ^ Chung, HC; Lee, MH; Chang, CP; Lin, MF (2011). «Исследование правил оптического отбора, зависящих от края, для графеновых нанолент». Optics Express . 19 (23): 23350–63. arXiv : 1104.2688 . Bibcode : 2011OExpr..1923350C. doi : 10.1364/OE.19.023350. PMID  22109212. S2CID  119190424.
  40. ^ Сасаки, К.-И.; Като, К.; Токура, Й.; Огури, К.; Согава, Т. (2011). «Теория оптических переходов в графеновых нанолентах». Phys. Rev. B. 84 ( 8): 085458. arXiv : 1107.0795 . Bibcode : 2011PhRvB..84h5458S. doi : 10.1103/PhysRevB.84.085458. S2CID  119091338.
  41. ^ Сарока, ВА; Шуба, МВ; Портной, МЭ (2017). «Оптические правила отбора зигзагообразных графеновых нанолент». Phys. Rev. B. 95 ( 15): 155438. arXiv : 1705.00757 . Bibcode : 2017PhRvB..95o5438S. doi : 10.1103/PhysRevB.95.155438.
  42. ^ Пайод, РБ; Грассано, Д.; Сантос, GNC; Левшов Д.И.; Пульчи, О.; Сарока, Вирджиния (2020). «Правило 2N+4 и атлас объемных оптических резонансов зигзагообразных графеновых нанолент». Нат. Коммун . 11 (1): 82. Бибкод : 2020NatCo..11...82P. дои : 10.1038/s41467-019-13728-8 . ПМК 6941967 . ПМИД  31900390. 
  43. ^ Онида, Джованни; Рубио, Энджел (2002). "Электронные возбуждения: подходы функционала плотности и многочастичной функции Грина". Rev. Mod. Phys . 74 (2): 601. Bibcode :2002RvMP...74..601O. doi :10.1103/RevModPhys.74.601. hdl : 10261/98472 .
  44. ^ Prezzi, Deborah; Varsano, Daniele; Ruini, Alice; Marini, Andrea; Molinari, Elisa (2008). "Оптические свойства графеновых нанолент: роль многочастичных эффектов". Physical Review B. 77 ( 4): 041404. arXiv : 0706.0916 . Bibcode : 2008PhRvB..77d1404P. doi : 10.1103/PhysRevB.77.041404. S2CID  73518107.
    Янг, Ли; Коэн, Марвин Л.; Луи, Стивен Г. (2007). «Экситонные эффекты в оптических спектрах графеновых нанолент». Nano Lett . 7 (10): 3112–5. arXiv : 0707.2983 . Bibcode :2007NanoL...7.3112Y. doi :10.1021/nl0716404. PMID  17824720. S2CID  16943236.
    Янг, Ли; Коэн, Марвин Л.; Луи, Стивен Г. (2008). «Магнитные экситоны краевого состояния в зигзагообразных графеновых нанолентах». Physical Review Letters . 101 (18): 186401. Bibcode : 2008PhRvL.101r6401Y. doi : 10.1103/PhysRevLett.101.186401. PMID  18999843.
  45. ^ Чжу, Си; Су, Хайбин (2010). «Экситоны краевых и поверхностно-функционализированных графеновых нанолент». J. Phys. Chem. C. 114 ( 41): 17257. doi :10.1021/jp102341b.
  46. ^ Чжу, Си; Су, Хайбин (2011). «Масштабирование экситонов в графеновых нанолентах с краями в форме кресла». Журнал физической химии A. 115 ( 43): 11998–12003. Bibcode :2011JPCA..11511998Z. doi :10.1021/jp202787h. PMID  21939213.
  47. ^ Цай, Цзиньмин; Паскаль Руффье; Рашид Джаафар; Марко Бьери; и др. (22 июля 2010 г.). «Атомно точное изготовление графеновых нанолент снизу вверх». Природа . 466 (7305): 470–473. Бибкод : 2010Natur.466..470C. дои : 10.1038/nature09211. hdl : 11858/00-001M-0000-000F-72E7-F . PMID  20651687. S2CID  4422290.
  48. ^ Ким, Чонпиль; Ли, Нодо; Мин, Ён Хван; Но, Сокхван; Ким, Нам-Ку; Чон, Соквон; Джу, Минхо; Ямада, Ясухиро (31.12.2018). «Различение зигзагообразных и кресельных краев на графеновых нанолентах с помощью рентгеновской фотоэлектронной и рамановской спектроскопии». ACS Omega . 3 (12): 17789–17796. doi :10.1021/acsomega.8b02744. ISSN  2470-1343. PMC 6643467. PMID 31458375  . 
  49. ^ Сасаки, Тацуя; Ясухиро Ямада; Сатоши Сато (6 августа 2018 г.). «Количественный анализ зигзагообразных и кресельных краев на углеродных материалах с пентагонами и без них с использованием инфракрасной спектроскопии». Аналитическая химия . 90 (18): 10724–10731. doi :10.1021/acs.analchem.8b00949. PMID  30079720. S2CID  51920955.
  50. ^ ab Ямада, Ясухиро; Масаки, Сиори; Сато, Сатоши (2020-08-01). «Бромированные позиции на графеновой наноленте, проанализированные с помощью инфракрасной спектроскопии». Журнал материаловедения . 55 (24): 10522–10542. Bibcode : 2020JMatS..5510522Y. doi : 10.1007/s10853-020-04786-1. ISSN  1573-4803. S2CID  218624238.
  51. ^ Каназава, Шухей; Ямада, Ясухиро; Сато, Сатоши (2021-04-22). "Инфракрасная спектроскопия графеновых нанолент и ароматических соединений с sp3C–H (метиловыми или метиленовыми группами)" . Журнал материаловедения . 56 (21): 12285–12314. Bibcode :2021JMatS..5612285K. doi :10.1007/s10853-021-06001-1. ISSN  1573-4803. S2CID  233355287.
  52. ^ Ким, Чонпиль; Ли, Нодо; Мин, Ён Хван; Но, Сокхван; Ким, Нам-Ку; Чон, Соквон; Джу, Минхо; Ямада, Ясухиро (31.12.2018). «Различение зигзагообразных и кресельных краев на графеновых нанолентах с помощью рентгеновской фотоэлектронной и рамановской спектроскопии». ACS Omega . 3 (12): 17789–17796. doi :10.1021/acsomega.8b02744. ISSN  2470-1343. PMC 6643467. PMID 31458375  . 
  53. ^ Ямада, Ясухиро; Каваи, Мики; Ёримицу, Хидеки; Оцука, Шинья; Таканаши, Мотохару; Сато, Сатоши (28 ноября 2018 г.). «Углеродные материалы с зигзагообразными и кресельными краями» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (47): 40710–40739. дои : 10.1021/acsami.8b11022. ISSN  1944-8244. PMID  30339344. S2CID  206490799.
  54. ^ Ямада, Ясухиро; Каваи, Мики; Ёримицу, Хидеки; Оцука, Шинья; Таканаши, Мотохару; Сато, Сатоши (28 ноября 2018 г.). «Углеродные материалы с зигзагообразными и кресельными краями» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (47): 40710–40739. дои : 10.1021/acsami.8b11022. ISSN  1944-8244. PMID  30339344. S2CID  206490799.
  55. ^ Заде, Санджио С.; Бендиков, Майкл (2012). «Реакционная способность аценов: механизмы и зависимость от длины ацена». Журнал физической органической химии . 25 (6): 452–461. doi :10.1002/poc.1941. ISSN  1099-1395.
  56. ^ Райфи, Мохаммед; Вэй Лу; Абхай В. Томас; Ардаван Зандиаташбар; Джавад Рафи; Джеймс М. Тур (16 ноября 2010 г.). «Композиты на основе графеновых нанолент». АСУ Нано . 4 (12): 7415–7420. дои : 10.1021/nn102529n. ПМИД  21080652.
  57. ^ Lalwani, Gaurav; Allan M. Henslee; Behzad Farshid; Liangjun Lin; F. Kurtis Kasper; Yi-Xian Qin; Antonios G. Mikos; Balaji Sitharaman (2013). «Двумерные биоразлагаемые полимерные нанокомпозиты, армированные наноструктурой, для инженерии костной ткани». Biomacromolecules . 14 (3): 900–9. doi :10.1021/bm301995s. PMC 3601907 . PMID  23405887. 
  58. ^ Lalwani, Gaurav; Xin Cai; Liming Nie; Lihong V. Wang; Balaji Sitharaman (декабрь 2013 г.). «Контрастные агенты на основе графена для фотоакустической и термоакустической томографии». Photoacoustics . 1 (3–4): 62–67. doi :10.1016/j.pacs.2013.10.001. PMC 3904379 . PMID  24490141. Полный текст в формате PDF.
  59. ^ Пэн, Хунлян; Дуань, Дяньчэн; Лю, Сиян; Лю, Цзяси; Сунь, Лисянь; Хуан, Пэнгру; Шао, Чуньфэн; Чжан, Кэсян; Чжан, Хуаньчжи; Сюэ, Сяоган; Сюй, Фен; Цзоу, Юнджин; Лю, Ялин; Тянь, Синьлун; Розей, Федерико (07 декабря 2021 г.). «Графеноподобная нанолента для эффективных бифункциональных электрокатализаторов». Журнал химии материалов А. 9 (47): 26688–26697. дои : 10.1039/D1TA06078C. ISSN  2050-7496. S2CID  240714294.
  60. ^ Чен, Ку; Робертсон, Алекс В.; Хэ, Куанг; Гонг, Чунченг; Юн, Эуйджун; Киркланд, Ангус И.; Ли, Ган-До; Уорнер, Джейми Х. (2016-01-26). "Удлиненные связи кремния и углерода на краях графена" . ACS Nano . 10 (1): 142–149. doi :10.1021/acsnano.5b06050. ISSN  1936-0851. PMID  26619146.
  61. ^ Gong, Yongji; Fei, Huilong; Zou, Xiaolong; Zhou, Wu; Yang, Shubin; Ye, Gonglan; Liu, Zheng; Peng, Zhiwei; Lou, Jun; Vajtai, Robert; Yakobson, Борис I.; Tour, Джеймс M.; Ajayan, Pulickel M. (2015-02-24). «Бороно- и азотозамещенные графеновые наноленты как эффективные катализаторы реакции восстановления кислорода». Химия материалов . 27 (4): 1181–1186. doi :10.1021/cm5037502. ISSN  0897-4756. OSTI  1185918.
  62. ^ Ксавье, Нойби Ф.; Бауэрфельдт, Глауко Ф.; Сакки, Марко (2023-02-08). «Первопринципное микрокинетическое моделирование, раскрывающее производительность наноуглеродов с декорированными краями для производства водорода из метана». ACS Applied Materials & Interfaces . 15 (5): 6951–6962. doi :10.1021/acsami.2c20937. ISSN  1944-8244. PMC 9923683. PMID 36700729  . 

Внешние ссылки