室溫下工作的石墨烯晶體管需要小于10納米尺寸的工作條件，這就意味著石墨烯納米結(jié)構(gòu)需滿足僅十來(lái)個(gè)原子的寬度要求;這些晶體管需要原子級(jí)精度的電觸頭。而來(lái)自荷蘭的科學(xué)家們就成功展示了如何實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的。該研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。
為解決上述問(wèn)題，工作人員利用單個(gè)化學(xué)鍵在石墨烯納米帶上建立電觸頭。
“對(duì)于原子尺度的實(shí)驗(yàn)要求，很顯然就不能用鱷魚夾來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要挖掘石墨烯納米帶在未來(lái)電子領(lǐng)域的潛能，就需要利用定義明確的化學(xué)鍵”，實(shí)驗(yàn)主持者 Peter Liljeroth如是說(shuō)。
實(shí)驗(yàn)借助原子力顯微鏡(AFM)和掃描隧道顯微鏡(STM)，利用原子分辨率對(duì)石墨烯納米帶進(jìn)行映射。利用STM尖端的電壓脈沖在石墨烯納米帶上——準(zhǔn)確說(shuō)是在一個(gè)特定的原子位置上形成單鍵。脈沖從石墨烯納米帶末端移除掉一個(gè)氫原子，然后開(kāi)始促成鍵的形成。
Utrecht大學(xué)的Ingmar Swart博士，同時(shí)也是該研究的項(xiàng)目主持者說(shuō)，“結(jié)合AFM和STM，我們能夠?qū)κ┘{米帶逐個(gè)原子地進(jìn)行描述;這對(duì)于理解納米帶結(jié)構(gòu)，帶電觸頭的鍵和電性能之間的關(guān)聯(lián)性至關(guān)重要”。
研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合顯微鏡實(shí)驗(yàn)和理論模擬，繪制出了詳細(xì)的觸頭納米帶性能圖，最顯著的發(fā)現(xiàn)就是單個(gè)的化學(xué)鍵在石墨烯納米帶上形成了透明的電觸頭，而該觸頭又不會(huì)影響納米帶的整體電子結(jié)構(gòu)。這一點(diǎn)對(duì)于將來(lái)石墨烯納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用或許是關(guān)鍵的一步。
Aalto大學(xué)的Ari Harju博士說(shuō)，這些原子精度的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)使他們能夠?qū)碚摵蛯?shí)踐進(jìn)行量化對(duì)比，從而為石墨烯新理論的研究獲取更多的研究契機(jī)。
