「前沿技術」原子級精度可控摺疊石墨烯納米結構

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中科院物理所的研究人員首次實現了原子級精度的石墨烯納米結構的可控摺疊,構建出新型的準三維石墨烯納米結構。

「前沿技术」原子级精度可控折叠石墨烯纳米结构

石墨烯納米結構的可控摺疊示意圖

摺紙工藝已被廣泛應用於建築、電池設計和DNA納米制造等領域,並在三維石墨烯結構和器件的製備和模擬方面表現出顯著潛力。但是,石墨烯彎曲結構的電學性能易受空位、邊界等缺的影響,如何在單原子尺度精確摺疊石墨烯成為目前的一大挑戰。研究人員以高度有序的熱解石墨為基底,用掃描隧道電子顯微探針對其上的石墨烯納米島進行原子級精度的可控摺疊和展開,構造出扭轉角可調的雙層石墨烯堆垛結構,並形成界面分明的異質結。研究發現,調整摺疊方向可得到扭轉角達60°、精度為0.1°的雙層石墨烯,其獨特指出在於層與層之間通過管狀納米結構邊緣連接。利用掃描隧道電子顯微鏡和第一性原理確定了摺疊後石墨烯的原子結構和局域化電子態,並證實異質結具有不同的能帶結構。

這種方法有望用於其他二維原子晶體材料,將促進量子材料和量子器件的發展。

(藍海星)

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「前沿技术」原子级精度可控折叠石墨烯纳米结构
「前沿技术」原子级精度可控折叠石墨烯纳米结构


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