由美国伊利诺伊大学的贝克曼先进科学与技术研究所、内布拉斯加大学林肯分校化学系组成的科研团队首度发明制备原子级精确石墨烯纳米带(atomically precise graphene nanoribbons 简称 APGNRs)新方法，朝着将 APGNRs 集成于非金属基底上迈出了重要一步。

　　硅晶体是用于制备逻辑运算中关键电子元件-晶体管最为常用的半导体材料。然而， 随着更为快速、强大处理器的问世，硅半导体也已达到其性能极限：导电越快，越容易导致电子元件的过热。

　　而一个原子厚度石墨烯却能在保持快速导电的同时，不致于过热。但要使石墨烯成为半导体，需将石墨烯制成被称为纳米带的小窄条。虽然石墨烯纳米带的制备和表征技术取得了进步，但要将它们以洁净的方式，转移到芯片制备表面，却是个极大的挑战。

　　由美国伊利诺伊大学的贝克曼先进科学与技术研究所、内布拉斯加大学林肯分校化 学系组成的科研团队，发明了如何将原子级精确的石墨烯纳米带集成于非金属基底的新 技术。相关成果已刊载在《纳米快讯》期刊上，题为《将溶液合成 Chevron 石墨烯纳米 带集成于 H：Si(100)》。

　　石墨烯纳米带通常仅为几个纳米宽，这超出了传统芯片制备中自上而下的图形化工艺极限。目前一些从较大石墨烯雕刻的纳米制备方法，制备出的石墨烯纳米带不是缺乏均匀度，就是不够狭窄，无法使所需的半导体性能充分表现。

　　团队称，目前的“自上而下”制备方法很难控制纳米带的宽度。事实上，即便是 1-2个原子的宽度的调整，也会导致一些性能发生显著变化。 “自下而上”制备石墨烯纳米带的方法，首次出现在 2010 年的《自然》期刊上，当时有科学家将原子级精确的石墨烯纳米带生长在金属基底上。2014 年，内布拉斯加大学林肯分校研究团队，发明了在溶液中制备原子级精确的石墨烯纳米带的新方法。

　　内布拉斯加大学林肯分校研究团队表示，之前在金属基底上生长石墨烯纳米带的方法，虽然制备质量很高，但数量很少，这限制了将这种方法在金属表面的使用，合成工艺难以放大。但如果将纳米带合成在不受限的 3 维溶液环境中，就能制备较多数量的纳米带。

　　然而，无论采用溶液加工还是在某种表面上生长，都存在着纳米带转移过程与环境中的化学品接触、污染，最终影响石墨烯纳米带器件性能的问题。为了克服这个挑战， 该跨学科研究团队，采用了一种超真空环境下的干法转移工艺。

　　团队对涂覆了石墨烯纳米带粉末的一个玻璃纤维涂覆装置进行加热，去除污染物和溶剂残留;然后，将该涂覆装置压涂到一个新鲜准备的氢钝化的硅表面 ;随后，团队利用超高真空扫描隧穿显微镜对纳米带进行了研究，他们获得了原子级图像，并对石墨烯纳米带电子性能进行了测量和确认。

　　团队表示，随着传统硅晶体管越来越无法满足电子器件小型化的需求，原子级精确的石墨烯纳米带将是后硅时代的最佳替代材料。这项研究是将原子级精确的石墨烯纳米带集成于相关硅基底上而迈出的重要一步。

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