窄带隙石墨烯纳米带的生长优化与器件集成
材料科学
2022-09-13 v1
摘要
石墨烯纳米带（GNRs）的电子、光学与磁学性质可通过基于分子前驱体的自下而上制备，以原子精度控制其边缘结构与宽度来调控。该方法为全碳电子器件提供了独特平台，但需仔细优化生长条件以满足成功器件集成的结构要求，其中 GNR 长度是最关键的参数。本工作中，我们研究了 5 原子宽扶手椅型 GNRs（5-AGNRs）的生长、表征与器件集成，其作为开关器件活性材料有望具有最优带隙。5-AGNRs 通过在超高真空条件下由 Br 和 I 取代前驱体进行表面合成获得。我们表明，使用 I 取代前驱体并优化初始前驱体覆盖度使平均 5-AGNR 长度增至五倍。这一显著的长度增加使我们能将 5-AGNRs 集成到器件中，并实现首个基于窄带隙 AGNRs、在室温下展现开关行为的场效应晶体管。我们的研究强调，优化的生长方案可成功桥接亚纳米尺度（需原子精度以控制电子性质）与数十纳米尺度（与 GNRs 成功器件集成相关）。
引用
@article{arxiv.2202.01101,
title = {Growth optimization and device integration of narrow-bandgap graphene nanoribbons},
author = {Gabriela Borin Barin and Qiang Sun and Marco Di Giovannantonio and Cheng-Zhuo Du and Xiao-Ye Wang and Juan Pablo Llinas and Zafer Mutlu and Yuxuan Lin and Jan Wilhelm and Jan Overbeck and Colin Daniels and Michael Lamparski and Hafeesudeen Sahabudeen and Mickael L. Perrin and José I. Urgel and Shantanu Mishra and Amogh Kinikar and Roland Widmer and Samuel Stolz and Max Bommert and Carlo Pignedoli and Xinliang Feng and Michel Calame and Klaus Müllen and Akimitsu Narita and Vincent Meunier and Jeffrey Bokor and Roman Fasel and Pascal Ruffieux},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01101},
year = {2022}
}