石墨烯纳米带

自从首次理论预言石墨烯纳米带（GNR）独特的量子限域效应和边缘电子态以来，人们对石墨烯纳米带（GNR）的研究已经持续了二十多年，然而这一领域仍充满挑战。与零带隙的二维石墨烯相比，一维GNR具有丰富的量子物态。

近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系陈长鑫研究组在窄的边缘光滑的石墨烯纳米带（GNR）的制备及其高性能晶体管应用研究方面取得了重要进展。

石墨烯纳米带（GNR）是一种准一维的石墨烯纳米结构，根据结构不同可表现出准金属或半导体特性。该特性取决于GNR的手性，包括宽度、晶格取向和边缘结构。根据不同的边缘结构，GNR可分为“锯齿型”（ZZ）和“扶手椅型”（AC）。GNR具有高迁移率和载流能力，且由于量子限域和边缘效应，其能够开启带隙。该特性使GNR有望成为包括纳米尺度场效应晶体管、自旋电子器件和片内互连线在内的候选材料。但在绝缘衬底表面，可控地制备具有边缘特异性的亚5纳米宽的GNR仍是难题。

石墨烯纳米带可能很快会更容易生产。由马丁·路德大学Halle-Wittenberg（MLU），田纳西大学和美国橡树岭国家实验室领导的国际研究小组已成功地首次直接在半导体表面上成功制造这种多功能材料。到目前为止，这仅在金属表面上可行。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。

日本先进科学技术研究所（JAIST）的研究人员成功测量了悬浮在两个电极之间的石墨烯纳米带（GNRs）的电流-电压曲线。测量采用透射电子显微镜（TEM）观察。结果表明，与以往的研究结果相比，具有之字形边缘结构（zigzag-GNRs）的GNRs的电导率突然超过临界偏置电压。这一发现值得注意，因为石墨烯纳米带的突然变化或可应用于开关器件。