Международная группа исследователей впервые создала графеновые наноленты на поверхности полупроводников, свойства которых можно контролировать. До сих пор это было возможно только на металлических поверхностях. Статья ученых опубликована в журнале Science.

Графен представляет собой монослой графита и первый двумерный материал. Он породил целый класс подобных материалов с уникальными свойствами. Больше всего исследователи ценят в графене его проводимость и легкость. В последнее время исследователи начали проявлять интерес к графеновым нанолентам, так как они обладают полупроводниковыми свойствами, которые можно использовать, например, в электротехнике и компьютерных технологиях.

«Именно поэтому многие исследовательские группы по всему миру сосредотачивают свои усилия на графеновых нанолентах, — объясняет один из исследователей, профессор Галле-Виттенбергского университета Константин Амшаров. — Ширина этих лент нанометрового размера не превышает нескольких атомов углерода. Их свойства определяются формой и шириной. Когда исследование графена только начиналось, мы могли получить ленты графена только с помощью разрезания более крупных полотен. Этот процесс был очень сложным и неточным».

Исследователям теперь удалось упростить создание нанолент. Команда создала материалы по методике «снизу вверх», собирая их из атомов, а не разрушая большие по размеру структуры.

Исследователям впервые удалось получить ленты на поверхности оксида титана. До сих пор такие ленты исследователи создавали в основном на поверхности золота. Это не только сравнительно дорого, но и нецелесообразно.

Проблема такого подхода заключается в том, что золото проводит электричество. Это крайне негативно сказывается на свойствах графеновых нанолент, поэтому данный метод использовался только в фундаментальных исследованиях. Однако золото в первую очередь используется в качестве катализатора для получения этих материалов. Кроме того, такие графеновые ленты необходимо перенести с золота на другую поверхность, что довольно непросто. Новый подход, предложенный учеными, решает все эти проблемы.

В новом методе в качестве подложки исследователи использовали рутил — кристаллическую модификацию оксида титана. Для синтеза исследователи использовали 10,10"-дибром-1',4'-дифтор-9,9':10',9"-терантрацен (DBDFTA). Соединение полимеризовали на подложке из рутила, а затем проводили циклодегидрофторирование для создания внутримолекулярных связей.

В конечном итоге ученые получили наноленту из графена, длину и ширину которой можно контролировать в процессе синтеза.