石墨烯纳米带合成中的可控催化剂转移聚合

对石墨烯纳米带（GNRs）——原子级定义的准一维（1D）石墨烯条带——中量子限域效应所产生的独特电子结构施加直接控制，与带内成键所施加的几何边界条件密切相关。除取代掺杂原子的组成与位置外，GNR 的晶胞对称性、宽度、长度与端基是共同可引发高度可调半导体、由拓扑零模工程产生的本征金属性，或自旋极化晶格中磁有序的整体性因素。本文提出一种合理设计，在模块化自下而上合成中整合了这些相互依赖的变量。我们的混合化学方法依赖于催化剂转移聚合（CTP），其对长度、宽度与端基建立均匀控制。辅以表面辅助环脱氢步骤——该步骤由基质辅助直接（MAD）转移协议独特实现——聚合物模板中编码的几何与功能基团被忠实映射到相应 GNR 的结构上。键分辨扫描隧道显微镜（BRSTM）与谱学（STS）验证了聚合物模板设计与 GNR 电子结构间的稳健关联，并为功能化 GNR 与集成电路架构的系统性探索和无缝集成提供了通用且模块化的平台。