原子分辨的分子自主装石墨烯纳米带光激发研究

Nowadays silicon electronic device based on the traditional semiconductor.technology is already approaching to its limits. It is predicted that .nanoelectronics based on nanoscale materials like molecules will .promisingly go beyond CMOS technology in the future. Graphene .nanoribbon (GNR) is a promising building block for making high .performance molecular devices because of its high carrier mobility .and tunable band gap. We propose to combine the laser with low.temperature scanning probe microscopy to investigate the electronic .properties of self-assembled graphene nanoribbon heterojunction on .the insulating layer with laser excitation, as well as the carrier transport .properties with atomic resolution. This study will be an important step .and pave the way for realizing functional nanoelectronic devices.

传统的半导体微纳加工技术很难突破分子尺寸的挑战,现今普遍认为,以分子作为制备电.子器件的最小单元(分子电子学)会是下一代纳米电子学的重要研究方向。其中分子自组.装的石墨烯纳米带具有很高的载流子迁移率,并且具有可以调控的能带带隙,是非常有发.展前景的能够组建高性能分子器件的构建单元。在本项目中,我们将结合激光和低温扫.描探针显微镜,研究激光激发下的石墨烯纳米带异质结在绝缘衬底上的电子结构性质和.具有原子分辨率的载流子输运性质,这项研究对今后应用其制备纳米电子器件有重要意义

本项目基于自下而上利用前导分子可以在表面合成出具有原子级平整的石墨烯纳米带的研究背景，我们充分利用了表面合成的优势，设计并合成出具有一系列具有特殊电子结构和磁性的石墨烯纳米带等结构。我们成功搭建了激光和扫描隧道显微镜结合的系统，利用超高分辨的扫描隧道显微镜和原子力显微镜的结合测量，首先实现了利用偶联的磁性分子作为一个开关，通过对磁性分子自旋的操控完成对石墨烯纳米带自旋极化边界态的调制；之后，我们还成功合成并表征了具有高自旋特性的具有三角构型的双三角烯铁磁耦合的纳米结构。这一系列研究成果都发表在Nano Letters 期刊上，我们的研究成果预期会在自旋电子学和量子计算方向提供新的思路，并对理解进而应用其制备纳米电子器件的方向上有重要意义。