Onderzoekers van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hebben met succes de stroom-spanningscurve van grafeen nanoribbons (GNR's) gemeten die tussen twee elektroden waren opgehangen. Metingen werden uitgevoerd met behulp van transmissie-elektronenmicroscopie (TEM). De resultaten lieten zien dat, in tegenstelling tot de bevindingen van eerdere rapporten, de elektrische geleiding van GNR's met een zigzagrandstructuur (zigzag GNR's) steeg abrupt boven de kritische voorspanning. Deze bevinding is vermeldenswaard omdat de abrupte verandering in deze GNR's kan worden toegepast op schakelapparaten, dat zijn de kleinste apparaten ter wereld.

De elektrische structuur van GNR's is systematisch onderzocht door middel van theoretische berekeningen. Studies hebben gemeld dat zowel zigzag- als fauteuil-GNR's halfgeleidend gedrag vertonen van minder dan enkele nm breed, hoewel de oorsprong van de energiekloof anders is. Anderzijds, de elektrische transporteigenschappen zijn zelden berekend vanwege de benodigde niet-evenwichtsberekeningen. In 2009, Nikolic et al. voorspelde dat scherpe toenames in elektrische geleiding zouden optreden voor extreem dunne en korte zigzag-GNR's als de faseovergang magnetisch-isolator-niet-magnetisch-metaal optreedt boven een bepaalde voorspanning [Phys. Rev.B 79, 205430 (2009)]. De verkregen experimentele resultaten komen nauw overeen met de resultaten van deze niet-evenwichtsberekening.

Een onderzoeksteam onder leiding van mevrouw Chumeng Liu, Professor Yoshifumi Oshima en universitair hoofddocent Xiaobin Zhang (nu van het Shibaura Institute of Technology) hebben een speciale in-situ TEM-houder en een GNR-apparaat voor TEM-observatie ontwikkeld. Deze combinatie is bedoeld om de relatie tussen de randstructuur van GNR's en elektrische transporteigenschappen te verduidelijken. mevrouw Liu, een doctoraatsstudent aan JAIST, zei, "Het fabricageproces van ons GNR-apparaat is veel moeilijker dan het conventionele omdat we een zeer smalle GNR moeten maken die stabiel tussen beide elektroden moet worden opgehangen."

Ze bekeek de literatuur gericht op het fabricageproces van GNR-apparaten en verifieerde hun proces op weg naar het vaststellen van haar oorspronkelijke fabricagemethode. Assoc. Prof. Zhang zei:"We waren erg blij om te zien dat de I-V-curve duidelijk veranderde bij het veranderen van de randstructuur in zigzag. Ik veronderstel dat we nieuwe mogelijkheden voor grafeen-nanoribbons zijn tegengekomen." Het team heeft met succes de in situ TEM-observatie van extreem smalle GNR's uitgevoerd, en ze zijn van plan door te gaan met het identificeren van elektrische transporteigenschappen die gevoelig zijn voor de randstructuur van deze GNR's.