通过定期嵌入氧原子来工程石墨烯纳米带.

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 石墨烯纳米丝带 (GNRs) 的电子特性.
• 精确的氧原子集成到GNR中及其影响在很大程度上尚未被探索.

研究的目的:

• 为了精确地将氧原子嵌入GNR格子中.
• 为了合成和表征氧化合的GNR (O-GNRs).
• 调查氧气兴奋剂对GNR电子特性的影响.

主要方法:

• 在现场形成pyrans用于氧气合并.
• 合成O-的切龙-GNR和O-的性 (2,1) -GNR.
• 扫描道显微镜 (STM) 和非接触式原子力显微镜 (nc-AFM).
• 密度函数理论 (DFT) 的计算.

主要成果:

• 成功合成了两种类型的O-GNR.
• 这两种O-GNR都表现出直接带隙半导体行为.
• 氧气补充剂对切龙-GNR带隙的影响很小,但对性 (2,1) -GNR带隙的影响很大.
• 在化 (2,1) -GNR中的O-doping导致了意想不到的波段边缘转换和费米表面移位.

结论:

• 在GNR中可以实现精确的氧气兴奋剂.
• O-GNR的电子特性对剂度和GNR结构敏感.
• O-doping为潜在的应用提供了一个调整GNR电子属性的途径.