諸如二極管、隧道勢壘等基本電子元件，可以原子精度包含在石墨烯納米帶中。該工作由芬蘭阿爾托大學(xué)和荷蘭烏得勒支大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)合作，旨在開發(fā)出工作速度極快的石墨烯電子器件。研究成果發(fā)表在《自然·通信》雜志。

　　石墨烯具有很多有趣的性質(zhì)，全世界的研究人員都在尋找利用石墨烯的新方法。石墨烯本身不具備開啟電流或者關(guān)閉電流的特性，研究人員一直在尋找解決該問題的方法。阿爾托大學(xué)彼得·利吉洛斯教授說："我們能以原子精度制備石墨烯結(jié)構(gòu)。通過選擇某些前體物質(zhì)（分子），我們可以用極高的精度編碼電路結(jié)構(gòu)。"

 

　　通過合成石墨烯納米帶可以控制石墨烯的電子性質(zhì)。先前研究表明，納米帶電子性質(zhì)取決于其寬度（dependent on its atomic width）。5原子寬的納米帶與金屬線相似，均具有良好的導(dǎo)電性，但是如果加上兩個(gè)原子，納米帶可以成為半導(dǎo)體。烏得勒支大學(xué)英格瑪·斯瓦特教授說："我們能夠無縫集成5原子寬納米帶和7原子寬納米帶，產(chǎn)生一個(gè)金屬-半導(dǎo)體結(jié)，是電子元件的基礎(chǔ)模塊。"

 

　　研究人員通過化學(xué)反應(yīng)制備電子石墨烯結(jié)構(gòu)。研究人員將前體分子蒸發(fā)到金晶體上，前體分子與金晶體以受控方式反應(yīng)，產(chǎn)生新的化合物。"該技術(shù)與目前制備計(jì)算機(jī)芯片上的電子納米結(jié)構(gòu)不同。對于石墨烯而言，結(jié)構(gòu)的精度處于原子水平，并且采用化學(xué)方法制備可能是唯一有效的方法。"

 

　　研究人員采用先進(jìn)微觀技術(shù)確定新結(jié)構(gòu)的電子性質(zhì)。研究人員可以通過石墨烯納米帶器件測量電流，石墨烯納米帶器件的原子結(jié)構(gòu)已知。彼得·利吉洛斯教授說："這是我們首次制備出隧道勢壘，并知道其精確的原子結(jié)構(gòu)。同時(shí)測量通過器件的電流，使得我們可以定量比較理論值和實(shí)驗(yàn)值。"