研究透视：冯新亮Nature Materials-石墨烯纳米带 | 单电子晶体管

单电子晶体管single-electron transistors，只有具有一定清洁度时，才可以用于量子实验，其中所有状态都可以精准存取。为了揭示单电子晶体管的特殊性质，需要剥离碳纳米材料形成单一元素：石墨烯被剥离成单层，而碳纳米管只有在悬浮在沟槽后才能显示其振动、自旋和量子相干特性。目前，分子石墨烯纳米带，有望提供具有单原子精度的碳纳米结构，但与碳纳米管类似，有待提升分子石墨烯纳米带的溶解性。

今日，德国 德累斯顿工业大学(Technische Universität Dresden)Wenhui Niu，马普学会微结构物理研究所 冯新亮院士Xinliang Feng，英国牛津大学（University of Oxford）Simen Sopp， Alessandro Lodi， Alex Gee，Lapo Bogani等，在Nature Materials上发文，报道了利用边缘功能化，大幅度提高石墨烯纳米带的溶解度，以产生具有尖锐单电子特征的超净传输器件。强烈的电子-振动子耦合产生了显著的Franck-Condon阻塞blockade，并且边缘原子定义识别了相关的横向弯曲模式。

研究表明，分子石墨烯可以直接从溶液中产生异常清洁的电子器件。电子特征的锐度，为开发原子精确的石墨烯纳米结构内自旋和振动特性，开辟了一条道路。

Exceptionally clean single-electron transistors from solutions of molecular graphene nanoribbons.
基于分子石墨烯纳米带溶液，超级清洁的单电子晶体管。

图1：合成设计 | Synthetic design。

图2：分子纳米带的解捆 Debundling of the molecular nanoribbons。

图3：量子传输的增强 | Enhancement of the quantum transport。

图4：具有增强溶解度的纳米带中，电子-振动子耦合 Electron–vibron coupling in nanoribbons with enhanced solubility。

文献链接

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01460-6

https://doi.org/10.1038/s41563-022-01460-6

本文译自Nature。