Un equipo de investigación internacional en el Instituto Avanzado de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku AIMR logró interconectar químicamente nanoribones de grafeno de borde quiral GNR con características de borde en zigzag por ensamblaje molecular, y demostró una conexión electrónica entre GNR. Los GNR se interconectaron exclusivamentede extremo a extremo, formando estructuras de codo, identificadas como puntos de interconexión.
Esta configuración permitió a los investigadores demostrar que la arquitectura electrónica en los puntos de interconexión entre dos GNR es la misma que a lo largo de GNR individuales; evidencia de que las propiedades electrónicas de GNR, como las conductividades electrónicas y térmicas, se extienden directamente a través de las estructuras del codo sobre los químicosInterconexión GNR.
Este trabajo muestra que es posible el desarrollo futuro de productos electrónicos de alto rendimiento y bajo consumo de energía basados en GNR.
Durante mucho tiempo se esperaba que el grafeno revolucionara la electrónica, siempre que pueda cortarse en formas atómicamente precisas que estén conectadas a los electrodos deseados. Sin embargo, mientras que los métodos de fabricación de abajo hacia arriba actuales pueden controlar las propiedades electrónicas del grafeno, como la alta movilidad de electrones, adaptadaslos espacios de banda y los bordes en zigzag alineados con clavijas, el aspecto de conexión de las estructuras de grafeno nunca se ha explorado directamente. Por ejemplo, si los electrones que viajan a través de los puntos de interconexión de dos GNR encontrarían una mayor resistencia eléctrica sigue siendo una pregunta abierta. Como las respuestas a estoEste tipo de preguntas son cruciales para la realización de futuros productos electrónicos de alta velocidad y bajo consumo de energía, utilizamos el ensamblaje molecular para abordar este problema aquí.
"Los conjuntos moleculares actuales producen GNR rectas es decir, sin puntos de interconexión identificables o GNR interconectados al azar", dice el Dr. Patrick Han, el líder del proyecto. "Estos modos de crecimiento tienen demasiadas incógnitas intrínsecas para determinar si los electrones viajan a través de ellospuntos de interconexión de grafeno sin problemas. La clave es diseñar un conjunto molecular que produzca GNR que estén interconectados sistemáticamente con puntos de interconexión claramente distinguibles ".
Para alcanzar este objetivo, el equipo de AIMR usó un sustrato de Cu, cuya reactividad limita el crecimiento de GNR a seis direcciones, y utilizó microscopía de túnel de exploración STM para visualizar las estructuras electrónicas de GNR. Al controlar la cobertura molecular precursora, este ensamblaje molecularconecta los GNR de diferentes direcciones de crecimiento de forma sistemática de extremo a extremo, produciendo estructuras de codo, identificadas como puntos de interconexión.Utilizando STM, el equipo de AIMR reveló que la deslocalización de los estados π de GNR interconectados se extiende de la misma manera a través de un solo GNR recto, ya través del punto de interconexión de dos GNR. Este resultado indica que las propiedades electrónicas de GNR, como las conductividades electrónicas y térmicas, deberían ser las mismas en el extremo de GNR individuales y en el de dos GNR conectados.
"El principal hallazgo de este trabajo es que los GNR interconectados no muestran interrupción electrónica p. Ej., Localización de electrones que aumenta la resistencia en los puntos de interconexión", dice Han. "La interconexión electrónicamente uniforme demuestra que las propiedades de GNR incluidas las brechas de banda adaptadas, o incluso los bordes en zigzag alineados por rotación se pueden conectar a otras estructuras de grafeno. Estos resultados muestran que encontrar una manera de conectar GNR sin defectos a los electrodos deseados puede ser la estrategia clave para lograr una electrónica de alto rendimiento y bajo consumo de energía"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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