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麦亦勇课题组JACS:带具有多边缘结构和高电荷载流子迁移率的弯曲石墨烯纳米带
发布时间:2020年10月20日

结构明确的石墨烯纳米带(GNR)已经成为下一代纳米电子领域有前景的材料。GNR的电子特性主要取决于其边缘拓扑。上海交通大学麦亦勇教授课题组,通过自下而上方法有效合成了弯曲的GNR(cGNR),包括凹形,锯齿形和扶手椅形边缘结构等。通过相应的模型化合物揭示了cGNR的曲率,而通过X射线单晶分析明确了它的结构。所得的多边缘cGNR在近红外(NIR)区域显示出良好的吸收,最大峰值在850 nm处,对应于一个窄的光能隙约为1.22 eV。利用太赫兹光谱,发现有较长的散射时间约为60 fs,在cGNR中光生载流子的固有电荷载流子迁移率达600 cm2 V-1 s-1

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图 1. 样品1和2的X射线晶体结构。所有氢原子和溶剂分子被省略。(a,b):1(P,P)和2(M,M)样品的俯视图和侧视图;(c,d):样品1和2的晶体结构堆积。

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图 2.(a)cGNR的合成路线,以及(b)通过DFT模拟的cGNR的几何形状。

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图3. cGNR的光谱表征。(a)P1和cGNR的FTIR光谱;(b)cGNR在532 nm处测量的拉曼光谱;(c)cGNR在氯仿(0.1 mg mL-1)中的紫外可见吸收光谱,样品1,2在DCM(10-5 M)中的紫外可见吸收光谱;(d)样品1、2,二聚体,四聚体,cGNR的能级。

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图 4. (a)光激发后,cGNR的时间分辨的太赫兹光电导率(与透射场的相对变化成正比);(b)光激发后,在1.5 ps测量的频率分辨的THz复电导率。

该研究工作得到了变革性分子前沿科学中心培育基金的资助,发表在发表在J. Am. Chem. Soc.期刊上。

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.0c07013