Onderzoekers van de Tohoku University hebben synthese op waferschaal en met hoge opbrengst gerealiseerd van gesuspendeerde grafeen-nanoribbons. De unieke groeidynamiek is opgehelderd door experimenten te vergelijken, moleculaire dynamische simulaties en theoretische berekeningen gemaakt met onderzoekers van de Universiteit van Tokyo en Hokkaido University.

Het toevoegen van een mechanische vrijheidsgraad aan de elektrische en optische eigenschappen van atomair dunne materialen kan een uitstekend platform bieden om verschillende opto-elektrische fysica en apparaten met mechanische bewegingsinteractie te onderzoeken. De grootschalige fabricage van dergelijke atomair dunne materialen met hangende structuren, blijft een uitdaging.

Onder leiding van universitair hoofddocent Toshiaki Kato, het team heeft een bottom-upbenadering gebruikt om wafelschaal aan te tonen, high-yield synthese van gesuspendeerd grafeen nanoribbon. Deze methode heeft licht geworpen op de groeidynamiek. Het is mogelijk om meer dan 1 te integreren 000, 000 gesuspendeerde grafeen nanoribbons in wafer-schaal substraat met een hoge opbrengst van meer dan 90%.

"Het vormen van atomair dunne materialen in zwevende structuren kan een levensvatbaar platform bieden voor mechanische oscillatoren op nanoschaal, " zegt Kato.

Grafeen nanoribbons zijn stroken grafeen met quasi 1D-structuur (breedte ~ enkele tientallen nm, lengte, ~ enkele m). Anders dan 2D-grafeen, grafeen nanoribbon omvat bandafstand afhankelijk van de breedte en randstructuren. Verwacht wordt dat het zal worden gebruikt in de volgende generatie hoogwaardige opto-elektrische halfgeleidertoepassingen.

Kato voegt toe, "De actualisering van hoge opbrengst en synthese op waferschaal van gesuspendeerd grafeen nanoribbon zal een impact hebben op de studie van grafeen nanoribbon, en worden gebruikt in praktische toepassingen op een groot aantal verschillende gebieden."

Details van deze studie werden online gepubliceerd op 2 juni in Natuurcommunicatie .