Grafenas: funkcinės juostelės NPP Azijos medžiagos

Grafenas: funkcinės juostelės NPP Azijos medžiagos

Anonim

Teorinė analizė atskleidžia galingą cheminį metodą gaminant grafeno nanoribonus, turinčius norimas struktūrines savybes.

Grafeniniai nanoribonai yra vieno atomo storio anglies atomų lakštai, išdėstyti šešiakampyje matricoje, galimai be galo ilgio, bet tik kelių nanometrų pločio. Aukščiausias kaspinų įkrovos-transportavimo savybes būtų galima panaudoti gaminant ateities nanoelektroninius prietaisus.

Tačiau fiziniai juostelių pagaminimo būdai yra problemiški, nes sunku kontroliuoti plotį, o kraštai nanoskalėje retai būna lygūs. Taigi alternatyvus cheminis kaspinų gamybos būdas yra labai patrauklus, todėl Zhaohui Wang ir kolegos 1 sugalvojo naują būdą, kaip gaminti lakštus iš perileno pirmtakų. Jie tiria savo gaminių struktūrą skaičiavimo metodais ir nustato, kad juostelėms galimos ir spiralės, ir ne spiralės.

Grupės ištirta perileno pirmtakų struktūra turėjo penkis anglies žiedus, sujungtus su imidų grupe abiejuose galuose (1 pav.). Kad perilenai būtų sujungti vienas su kitu, pirmtakai turi bromo grupes iš abiejų pusių.

Image

1 pav. Perileno monomerų, dimerų ir trimerių vienetų schema. Trimerai yra susieti tiek pakopine, tiek ofsetine konfigūracijomis, ir molekulių sukimasis gali būti aiškiai matomas.

Naudodami vario sukeltą reakciją, tyrėjai perileno grupes sujungė vienas su kitu, gaudami triperilenus, turinčius 19 šešiabriaunių anglies žiedų ir šešias imidų grupes kraštuose. Triperilenai buvo visiškai konjuguoti, todėl jie buvo perspektyvūs ateityje pritaikant elektroniką.

Wangas ir kolegos parodė, kad yra du pagrindiniai produktai, kurie yra vienas kito struktūriniai izomerai, kurie skiriasi tuo, kaip perilenai yra pasiskirstę vienas kito atžvilgiu. Viename kiekvienas perileno mazgas buvo nustumtas ta pačia kryptimi per pusę anglies žiedo kaimyno atžvilgiu. Kitame - išoriniai du perilenai buvo išlyginti, tik centrinis buvo atskirtas puse žiedo. Tyrėjai taip pat parodė, kad abu izomerai sudarė susuktas struktūras, kurios yra spiralės - visos pasuktos ta pačia kryptimi, - arba ne-spiralės, ir pirmiausia pasisukusios viena kryptimi, o paskui kita.

„Mūsų metodas yra paprastas ir efektyvus sintetinis metodas, leidžiantis gaminti n-o tipo puslaidininkius grafeno tipo nanoribonus, turinčius baigtinį plotį, kontroliuojamą ilgį ir formą“, - sako Wangas. „Išskirtinėmis optinėmis ir elektroninėmis savybėmis, suderinamu apdorojamumu ir lengvu moduliavimu tokie grafeno tipo nanoribonai turi didelį potencialą kaip aktyvūs komponentai elektroniniuose prietaisuose, tokiuose kaip tranzistoriai ir saulės elementai.“

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.