石墨烯纳米带变得金属

阿尔托大学的研究人员成功地通过实验实现了仅5个碳原子宽的金属石墨烯纳米带（GNR）。在发表于《自然通讯》上的文章中，研究团队演示了GNR的制造并测量了其电子结构。结果表明，这些极窄且单原子厚度的带可用作将来的微处理器中的金属互连。

石墨烯纳米带已被建议作为未来纳米电子中使用的理想导线：当导线的尺寸减小到原子级时，石墨烯在导电性和抗电迁移性方面有望超过铜，这是薄金属中的典型击穿机理。金属线。但是，所有已证明的石墨烯纳米带都是半导体，这妨碍了它们用作互连件。根据早期基于理论计算的预测，以原子尺度物理学和表面科学小组的研究人员彼得·利耶罗特（Peter Liljeroth）教授为首的实验现已表明，某些原子精确的石墨烯纳米带宽度几乎是金属的。

该团队使用了最先进的扫描隧道显微镜（STM），使他们能够以原子分辨率探测材料的结构和特性。该研究的主要作者阿米娜·基姆奇（Amina Kimouche）博士说：“通过这项技术，我们测量了单个碳带的性能，并证明了长度超过5纳米的碳带表现出金属行为。”

纳米带的制造基于表面上的化学反应。“制造过程中最酷的事情是前体分子可以精确地确定碳带的宽度。如果您想要一个碳原子范围的碳带，只需选择一个不同的分子，”负责监督的Pekka Joensuu博士解释说。碳带的前体分子的合成。

由Ari Harju博士领导的量子多体物理小组的理论计算对实验结果进行了补充。该理论预测，当条带的宽度逐个原子增加时，每三分之一的宽度应该（几乎）是金属的，并且带隙很小。Harju的博士生Mikko Ervasti说：“根据量子力学，通常，当您使系统变小时，它会增加带隙。石墨烯由于其非凡的电子性能而可以发挥不同的作用。”

这些结果铺平道路，为未来的电子设备，其中这些超窄使用石墨烯的方式带可以代替铜作为互连材料。未来的研究将集中于结合金属和半导体石墨烯纳米结构的全石墨烯器件。Liljeroth说：“虽然我们还没有真正的应用，但是用这些微小的结构来构建有用的器件，并实现在GNR之间具有受控结的石墨烯电路是一个非常令人兴奋的概念。”