了解石墨烯纳米带中的电子传输

发布时间 :2020-09-15 浏览次数 : 176

石墨烯是一种现代奇观材料,具有独特的强度,柔韧性和导电性,同时又既丰富又便宜,可用于多种有用的应用,尤其是当这些2-D原子厚的碳被切成狭窄的碳时尤其如此。条被称为石墨烯纳米带(GNR)。





瑞士洛桑联邦理工大学的Kristians Cernevics,Michele Pizzochero和Oleg V. Yazyev共同发表在EPJ Plus上的新研究旨在更好地了解GNR的电子传输性质以及它们如何受到GNR的影响。与芳烃键合。这是设计化学传感器技术的关键一步。


Cernevics说:“石墨烯纳米带(仅几纳米宽的石墨烯条)是一类令人兴奋的新型纳米结构,已成为各种技术应用的潜在组成部分。”


该团队使用GNR的两种形式(扶手椅和锯齿形)进行了调查,这两种形式是根据材料边缘的形状进行分类的。这些属性主要由用于合成它们的过程创建。除此之外,EPFL小组还对长度不断增加的对-聚苯基和并并苯进行了实验。


Cernevics说:“我们已经使用先进的计算机模拟技术来发现石墨烯纳米带的电导率是如何受到客体有机分子的化学功能化的影响的,客体有机分子包括由越来越多的芳环组成的链。”


研究小组发现,与结合分子的能级匹配的能量的电导降低一个量子,或者根据结合分子所具有的芳香环的数量是奇数还是偶数而保持不变。研究表明,这种“奇数效应”源自空间上位于结合位点的客体分子的电子状态与宿主纳米带的电子状态之间的微妙相互作用。


“我们的发现表明,客体有机分子与主体石墨烯 纳米带之间的相互作用可用于检测客体芳族分子的'指纹',并为理解这种效应提供了坚实的理论基础,” Cernevics总结道:“总体而言,我们的工作提高了石墨烯纳米带作为下一代化学传感设备的前景的有效性。”


这些潜在的可穿戴或植入式传感器由于其电特性而将严重依赖GRB,并可能通过跟踪患者体内的特定生物标记物而带动个性化的健康革命。

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