石墨烯纳米带

✍ dations ◷ 2025-07-01 07:22:01 #纳米材料,半导体材料

石墨烯纳米带是指大概宽度小于50 nm的石墨烯条带。其理论模型最初于1996年提出。

为了要赋予单层石墨烯某种电性，会按照特定样式切割石墨烯，形成石墨烯纳米带（Graphene nanoribbon）。切开的边缘形状可以分为锯齿形和扶手椅形。采用紧束缚近似模型做出的计算，预测锯齿形具有金属键性质，又预测扶手椅形具有金属键性质或半导体性质；到底是哪种性质，要依宽度而定。可是，近来根据密度泛函理论计算得到的结果，显示出扶手椅形具有半导体性质，其能隙与纳米带带宽成反比。实验结果确实地展示出，随着纳米带带宽减小，能隙会增大。但是，直至2009年, 尚没有任何测量能隙的实验试着辨识精确边缘结构。通过施加外磁场，石墨烯奈米带的光学响应也可以调整至太赫兹频域。

石墨烯纳米带的结构具有高电导率、高热导率、低噪声，这些优良品质促使石墨烯纳米带成为集成电路互连材料的另一种选择，有可能替代铜金属。有些研究者试着用石墨烯纳米带来制成量子点，他们在纳米带的某些特定位置改变宽度，形成量子禁闭（quantum confinement）。

石墨烯纳米带的低维结构具有非常重要的光电性能：粒子数反转和宽带光增益。这些优良品质促使石墨烯纳米带放在微腔或纳米腔体中形成激光器和放大器。根据2012年10月的一份研究表明有些研究者试着将石墨烯纳米带应用于光通信系统，发展石墨烯纳米激光器。

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