手性石墨烯纳米带自旋分裂边缘态的空间分辨研究
介观与纳米尺度物理
2011-08-31 v1 材料科学
摘要
石墨烯相关研究领域的一个核心问题是，当石墨烯以不同边缘几何形状在纳米尺度上图案化时，其行为如何。与此问题相关的最基本形状或许是石墨烯纳米带(GNR)，即一条窄的石墨烯条带，其手性取决于切割角度。根据其手性和宽度，此类GNR被预测会表现出广泛的行为，包括可调能隙以及具有独特磁性结构的一维(1D)边缘态。迄今为止，大多数实验探索的GNR都是通过电导率表征的，这使得电子结构与局域原子几何结构之间的关键关系（尤其是在边缘处）尚不明确。在此，我们展示了一项对GNR的亚纳米分辨扫描隧道显微镜(STM)和光谱学(STS)研究，使我们能够考察GNR电子结构如何依赖于原子级清晰GNR边缘的手性。这里使用的GNR是通过碳纳米管(CNT)解链方法化学合成的，该方法允许灵活改变GNR的宽度、长度、手性和衬底。我们的STS测量揭示了1D GNR边缘态的存在，其空间特征与类似宽度和手性GNR的理论预期非常吻合。我们观察到GNR边缘态能带中依赖于宽度的分裂，这为其磁性本质提供了令人信服的证据。这些结果证实了具有原子级清洁边缘的GNR所预测的新颖电子行为，从而为利用手性GNR独特磁电特性的全新应用领域打开了大门。
引用
@article{arxiv.1101.1141,
title = {Spatially Resolving Spin-split Edge States of Chiral Graphene Nanoribbons},
author = {Chenggang Tao and Liying Jiao and Oleg V. Yazyev and Yen-Chia Chen and Juanjuan Feng and Xiaowei Zhang and Rodrigo B. Capaz and James M. Tour and Alex Zettl and Steven G. Louie and Hongjie Dai and Michael F. Crommie},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.1141},
year = {2011}
}