在六方氮化硼hexagonal boron nitride (hBN)叠层中，二维材料的范德华封装是制造超高性能电子器件的很有前景方法。然而，用于实现范德瓦尔斯封装的方法（其涉及使用机械转移技术的人工层堆叠）难以控制、易于污染并且不可扩展。
今日，上海交通大学物理与天文学院吕博赛Bosai Lyu，Jiajun Chen, Shuo Lou，Peiyue Shen，Jingxu Xie，史志文等，武汉大学Sen Wang, 欧阳稳根Wengen Ouyang等，韩国基础科学研究所（Ulsan National Institute of Science and Technology）Lu Qiu, Izaac Mitchell，Feng Ding等，以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）Michael Urbakh等，在Nature上发文，报道了在六方氮化硼hBN堆叠中，高质量石墨烯纳米带graphene nanoribbons (GNRs) 的无转移直接生长。
所生长的嵌入式石墨烯纳米带GNRs表现出了非常理想的特征，即超长（高达0.25mm）、超窄（<5nm）和具有锯齿形边缘的同手性。原子模拟表明，当在AA′-堆叠六方氮化硼hBN层之间滑动时，嵌入生长的潜在机制涉及超低石墨烯纳米带GNR摩擦。
基于生长的结构，还展示了嵌入式石墨烯纳米带GNR场效应器件的无转移制造，该器件在室温下表现出优异的性能，迁移率高达4,600cm2V–1s–1，开关比高达10E6。这为基于嵌入式层状材料的高性能电子器件的自下而上制造铺平了道路。
第一作者：Bosai Lyu, Jiajun Chen, Sen Wang, Shuo Lou, Peiyue Shen, Jingxu Xie, Lu Qiu, Izaac Mitchell
通讯作者：Wengen Ouyang, Feng Ding, Michael Urbakh & Zhiwen Shi
通讯单位：上海交通大学，武汉大学，韩国基础科学研究所，以色列特拉维夫大学
图 1. 直接生长的嵌入式石墨烯纳米带graphene nanoribbons (GNRs)
图 2. 超长嵌入式锯齿形石墨烯纳米带GNR 表现出一维莫尔超结构
图 3. 嵌入式石墨烯纳米带GNR 滑动机理
图 4. 基于嵌入式graphene nanoribbons，GNR 的卓越场效应晶体管field-effect transistors，FET
文献链接
Lyu, B., Chen, J., Wang, S. et al. Graphene nanoribbons grown in hBN stacks for high-performance electronics. Nature (2024).
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07243-0
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07243-0
本文译自Nature。
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