结构明确的石墨烯纳米带（GNR）已成为纳米电子器件的有希望的候选者。在考虑器件性能中的肖特基势垒时，低能隙 (<1 eV) GNR 特别重要。在这，通过精心设计的芳基化聚萘前体首次溶液合成 8-AGNR。通过 FT-IR、拉曼和紫外/可见近红外 (NIR) 吸收光谱验证了定制聚合物前体氧化环化脱氢成 8AGNR 的效率，并进一步通过合成萘[1,2,3,4-ghi]苝衍生物（1和2）作为8AGNR的亚基来支持，X射线单晶分析表明宽度为0.86 nm。低温扫描隧道显微镜（STM）和固态核磁共振分析为8AGNR提供了进一步的结构支持。由此产生的 8-AGNR 表现出显着的近红外吸收延伸至约 2400 nm，对应于低至约 0.52 eV 的光学带隙。此外，光泵太赫兹探针光谱揭示了 8-AGNR 的载流子迁移率在 ~270 cm2 V-1 s-1 的直流极限内。
Fig 1. 化合物 1 和 2 的晶体结构。(a, b) 1 和 2 的 ORTEP 图，分别以 50% 的概率显示热椭球体。(c, d) 分别为 1 和 2 的晶体堆积。
Fig 2. (a) 在粉末样品上测量的 P1（黑色）和 8-AGNR（红色）的 FT-IR 光谱以及 8-AGNR（蓝色）的 DFT 模拟光谱。覆盖化学结构和光谱的粉色、青色和橄榄色点分别代表 C-H 键的 SOLO、DUO 和 QUATRO 振动模式。紫色点表示邻近 C-H 键的 opla C- H 摆动运动。(b) 在粉末样品上 532 nm 激发后记录的 8-AGNR（红色）拉曼光谱；蓝色数据对应于模拟拉曼光谱。(c) P1 和 8-AGNR 在 700.25 MHz 1 H 拉莫尔频率、25 kHz MAS 下的 13C CP-MAS NMR 谱，以 3 ms 接触时间记录。(d) 1,2,4-三氯苯 (0.1 mg/mL) 中 8-AGNR 和 8-AGNR-R（用肼处理后）的 UV/Vis-NIR 光谱。(e) Au(111) 上 8-AGNR 在 4.8 K 下的 STM 图像。(f) 面板 e 中虚线矩形上的放大地形 STM 图像，显示单个 8-AGNR 的宽度。(g) 面板 f 中沿蓝线的高度剖面。(h) f 图中虚线矩形区域的放大形貌 STM 图像，具有重叠的化学结构（I=1 pA，U=-300 mV）。
Fig 3. (a) 光激发后 8-AGNR 的太赫兹光电导动力学，标准化为吸收的光子密度。(b) 光激发后在 2 ps 处测量的频率分辨太赫兹光电导率（由 (a) 中的垂直虚线标记）。实线适合 Drude-Smith 模型。
相关研究工作由英国牛津大学Xuelin Yao、德国马普高分子研究所Hai I. Wang、Klaus Müllen以及日本冲绳科学技术大学院大学Akimitsu Narita课题组于2023年联合在线发表在《Angewandte Chemie International Edition》期刊上，N=8 Armchair Graphene Nanoribbons: Solution Synthesis and High Charge Carrier Mobility。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202312610
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