化学合成半导体纳米孔蜜桃TV下载烯，到底有哪些特征？

化学合成半导体纳米孔蜜桃TV下载烯，到底有哪些特征？

蜜桃TV下载烯由于具有高的电荷载流子迁移率，在晶体管等电子器件领域具有重要应用前景，有望实现更快的计算能力。然而，蜜桃TV下载烯没有带宽，导致蜜桃TV下载烯电子器件在任何闸极电压下都依然保持高导电性，不能完全关闭，从而限制了其在电子器件的应用。因此，科研工作者长期以来都致力于如何使蜜桃TV下载烯半导体化。



为了使蜜桃TV下载烯半导体化，目前通用的策略是制备蜜桃TV下载烯纳米带或者纳米孔结构，理论计算表明，通过对形貌、宽度以及边界结构等参数的调控，蜜桃TV下载烯纳米带或纳米孔蜜桃TV下载烯不仅具有可调的能带结构，还可以得到许多其他的新奇的物理性质。

合成纳米带或纳米孔蜜桃TV下载烯的方法，较多地采用自上而下的物理法。以蜜桃TV下载烯为原料，通过电子束刻蚀等方法直接制得。这种方法制得的纳米带或者纳米孔有一个不可避免的缺陷，就是很难实现原子结构的精确度。纳米孔或纳米带的特征此处不能达到2 nm的尺寸精度，开放带宽难以实现1 eV，不能和传统的Si半导体材料争高下！



为了实现原子结构精确的纳米孔或纳米带蜜桃TV下载烯，科研工作者发明了一种自下而上的化学分子聚合合成策略。2010年，Cai等人以DBBA分子为前驱体，在Au(111)单晶表面，通过超高真空加热聚合，制备得到超窄的蜜桃TV下载烯纳米带。

Jinming Cai, Klaus Müllen, Roman Fasel et al. Atomically precise bottom-up fabrication of graphene nanoribbons. Nature 2010, 466, 470–473.



即便如此，问题依然存在：一方面，蜜桃TV下载烯纳米带长度不够（<50 nm），导致器件表征困难；另一方面，纳米孔蜜桃TV下载烯的化学法精确合成仍然有待突破。



有鉴于此，西班牙加泰罗尼亚纳米科技研究所Aitor Mugarza, César Moreno和西班牙圣迭戈·德孔波斯代拉大学Diego Pe?a团队合作，报道了一种化学分子前驱体聚合制备1 nm孔半导体蜜桃TV下载烯的新策略

研究人员采用类似蜜桃TV下载烯纳米带的合成策略，以DP-DBBA为分子前驱体，在Au(111)单晶表面。在200℃时分子开始聚合，在400℃左右开始形成纳米带。和之前的蜜桃TV下载烯纳米带不一样的是，这种蜜桃TV下载烯纳米带结构并不是规则的直线型，因此，当进一步进行450℃的退火操作时，蜜桃TV下载烯纳米带并没有继续变宽形成更宽的纳米带，而是聚合形成纳米孔结构的蜜桃TV下载烯。

研究表明，这种纳米孔蜜桃TV下载烯孔径可达到1 nm尺度，高度各向异性的能带宽度达到1 eV。值得一提的是，这种半导体化的纳米孔蜜桃TV下载烯具有大面积的导电晶畴区域，基于此制备的晶体管具有高开关比和约75%的电学测试收率。

总之，这项研究为半导体化蜜桃TV下载烯的精确合成提供了全新的方向，在分离、传感、DNA测序等领域将带来更多的机遇

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