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利用解链技术从扭曲结构碳纳米管制备石墨烯纳米带（GNRs）
摘要： 该研究涉及石墨烯纳米带（GNRs）的制备，这种材料是由宽度小于50纳米、单原子层厚度（约140 ?）的石墨烯窄条构成。该材料在电子器件、聚合物复合材料、生物成像造影剂等领域具有广泛应用。研究人员通过酸氧化法处理扭曲结构的碳纳米管（CNTs），并采用高频超声剥离技术（声化学解链法）将其分解制备而成。在处理前，预先制备的扭曲碳纳米管通过高分辨扫描电子显微镜（HRSEM）进行了表征。同时利用透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和粒径分析仪对制备的石墨烯纳米带的尺寸、形貌及结晶度进行了研究。结果表明成功形成了宽度小于29纳米且尺寸均匀的石墨烯纳米带。X射线衍射显示出与石墨六方晶系对应的（002）、（100）、（101）、（004）和（110）晶面布拉格反射峰。
关键词： 声化学解链、扭曲碳纳米管、石墨烯纳米带
更新于2025-09-23 15:23:52
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石墨烯纳米带中高阶等离激元的边缘依赖反射与继承性精细结构
摘要： 我们研究了石墨烯纳米带中的高阶等离激元，并探讨了电子边缘态和波函数精细结构对石墨烯等离激元的影响?；谧罱诮羰考扑?，我们发现基于非局域体等离激元色散的驻波模型对于宽度低至几纳米的扶手椅型纳米带具有惊人的准确性，并确定了相应的边缘反射相位移动和有效纳米带宽度。较宽的锯齿型纳米带表现出类似的相位移动，而驻波模型对几纳米宽的锯齿型纳米带描述效果较差，很大程度上归因于其边缘态。我们直接证实锯齿型纳米带中更大的等离激元展宽也源于其边缘态。此外，我们报道了纳米带等离激元诱导电荷中显著的精细结构——扶手椅型纳米带的该结构遵循由谷间耦合诱导的电子波函数振荡。有趣的是，这种波函数精细结构也在我们的密度泛函理论类比计算中被发现，且紧束缚数值计算与这些结果都能通过石墨烯纳米带的解析狄拉克理论得到很好的解释。
关键词： 等离子体激元、边缘态、紧束缚模型、密度泛函理论、狄拉克理论、石墨烯纳米带
更新于2025-09-23 15:23:52
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石墨烯纳米带中的飞秒电子动力学——基于扩展哈伯德模型的非平衡格林函数方法
摘要： 本文提出了一种研究有限石墨烯团簇（如纳米带）中关联飞秒电子动力学的新方法。该体系采用扩展哈伯德模型描述，其中考虑了相邻轨道重叠及至第三近邻的跃迁。通过结合非平衡格林函数方法与多种自能近似（包括二阶玻恩近似和GW自能）来处理电子关联效应。该模型可预测含多达100个碳原子的任意几何构型激发态石墨烯纳米结构在25飞秒时间尺度内的关联非平衡动力学行为。
关键词： 关联动力学、非平衡格林函数、哈伯德模型、石墨烯纳米带
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过彩虹散射研究石墨烯的热运动
摘要： 利用透射质子的角分布研究了石墨烯原子的热运动。通过应用Doyle-Turner质子-碳相互作用势表达式构建了静态质子-石墨烯相互作用势，并通过对原子位移分布求平均将原子热运动效应纳入其中。根据德拜理论建立石墨烯位移的协方差矩阵模型，并采用分子动力学方法进行计算。利用质子轨迹构建角产额分布，发现存在被称为"彩虹线"的特殊路径（该路径上角产额极高），并详细考察了这些彩虹线随样品取向变化的情况。进一步研究发现：对于经历与构成石墨烯六边形碳原子远距离碰撞的质子所产生的彩虹线，原子热运动影响可忽略；而近距碰撞产生的彩虹线可用椭圆描述，其参数对协方差矩阵结构极为敏感。当原子呈现完全各向异性关联运动时，本研究开发了从相应彩虹图案中提取协方差矩阵的通用数值算法。
关键词： 热运动、石墨烯纳米带、分子动力学、石墨烯、彩虹散射
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有线缺陷的石墨烯纳米带非传统电荷与自旋依赖输运特性
摘要： 研究了具有锯齿形石墨烯纳米带中一条（或几条）安德森型无序线（在存在拉什巴自旋轨道相互作用的情况下）的电子输运行为。这类线状无序会导致电荷和自旋极化输运中出现特殊现象：在弱无序区域，电荷输运数据会显示出安德森局域化效应，直至达到特定无序强度后扩展态开始出现并逐渐主导局域态。这些结果是选择性无序（相对于体无序）石墨烯纳米带的标志性特征。然而自旋极化输运却表现出完全相反的行为。此外，结构对称性对纳米带的自旋电子学特性具有重要影响。值得注意的是，边缘无序情形（无序选择性作用于边缘）在自旋过滤器和开关器件应用方面展现出应用潜力。
关键词： 安德森局域化、自旋输运、石墨烯纳米带、线缺陷、拉什巴自旋轨道相互作用
更新于2025-09-23 15:23:52
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扶手椅型石墨烷、氟代石墨烯、氟代石墨烷/石墨烯异质结构纳米带（H和F原子封端）的结构、电子及输运性质的第一性原理研究
摘要： 我们采用基于密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）的量子输运计算方法，研究了由扶手椅型石墨烯纳米带中间部分替换为石墨烷（氟化石墨烷）纳米带或氟代石墨烷纳米带所构建的H/F原子封端扶手椅型石墨烯异质结纳米带的结构、电子及输运特性。结构稳定性计算表明：中间纳米带越宽的杂化体系稳定性越高。所有杂化体系均为具有不同直接带隙的半导体，其带隙值随边缘钝化方式和纳米带宽度的变化而改变。特别值得注意的是，杂化体系费米能级附近的能带结构主要由边缘部分的石墨烯纳米带区段决定。对AG5/GA1/G5NR体系计算的I-V曲线显示：电流在较小偏压范围（0.2 V–0.6 V）内快速上升，但在0.6至2.0 V电压区间呈现饱和状态。这些结果可为开发基于石墨烯纳米带的半导体和气体传感器提供参考。
关键词： 异质结构、石墨烯纳米带、氟代石墨烷、石墨烷、氟代石墨烯
更新于2025-09-23 15:22:29
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迈向更长的菲酚烯
摘要： 迈向更长链的菲烯结构。聚乙炔和聚菲烯是最简单的石墨烯纳米带，但乙炔类化合物超过七个单元就不稳定，而更长的菲烯已成功合成。作者描述了四羧基和酰亚胺功能化的[8]、[10]、[12]及[14]菲烯的合成方法——这是迄今报道的最长菲烯结构。注释：通过适当芳撑二草酸与芳基乙酸的珀金缩合反应，再经酯化制得双马来酸盐，随后通过氧化光环化转化为菲烯结构。研究其光学与电化学性质发现，酰亚胺的带隙显著小于酯类化合物。
关键词： 菲烯、石墨烯纳米带、多环芳烃
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过侵入式与非侵入式接触探测的一维弹道输运通道
摘要： 外延生长的侧壁石墨烯纳米带展现出稳健的e2/h量子电导。通过纳米探针系统的原位输运测量，我们实现了侵入式与非侵入式四探针构型。侵入性程度与电压探针的接触电阻相关。特别地，我们现已获得非侵入式电压探针，在共线四探针测量中显示出近乎零的电阻。这证实了我们在SiC(0001)台面结构上外延生长的侧壁纳米带具有弹道输运特性。
关键词： 量子电导、石墨烯纳米带、弹道输运、非侵入式接触、侵入式接触
更新于2025-09-23 15:21:21
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六方氮化硼上石墨烯纳米带的电子结构
摘要： 六方氮化硼因其可剥离至仅几个原子厚度且缺陷密度极低，成为构建二维异质结构的理想介电材料。将石墨烯纳米带置于高质量六方氮化硼上，能形成具有超高迁移率的理想准一维系统。鉴于高质量一维电子系统在邻近超导体时可实现马约拉纳束缚态的有效调控，其制备具有重要研究价值。本研究探讨了氮化硼衬底对石墨烯纳米带电子特性的影响，分析了扶手椅型与锯齿型两种纳米带构型。结果表明：特定堆叠构型下，氮化硼会显著改变纳米带的电子结构——特别是锯齿型纳米带边缘因自旋与子晶格自由度存在耦合，六方氮化硼可诱导出极强的自旋极化边缘态能级分裂，该分裂能高达40毫电子伏特。
关键词： 异质结构、石墨烯纳米带、六方氮化硼、自旋分裂、电子结构
更新于2025-09-23 15:21:21
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原子级工程化石墨烯纳米带场效应晶体管中受控量子点形成
摘要： 石墨烯纳米带（GNRs）作为一类新兴的量子设计材料，已引起全球研究者的浓厚兴趣。将其应用于电子器件的主要挑战包括：因其尺寸微?。?lt;50纳米）导致的可靠接触难题，以及在器件集成过程中保持其物理特性的困难。在这项结合实验与理论的研究中，我们报道了原子级精确的GNRs在器件结构中呈现的量子点（QD）行为。该器件由对齐的5原子宽GNRs（5-AGNRs）薄膜构成，这些薄膜被转移至具有亚5纳米纳米间隙的石墨烯电极上。研究表明，这种窄带隙5-AGNRs在室温下呈现类金属特性，在低于150K温度时则表现出单电子晶体管行为。通过13K下的分子能级光谱分析，我们测得其附加能级范围为200-300毫电子伏。密度泛函理论计算预测了相近的附加能级，并揭示当考虑5-AGNRs有限长度时，无限长纳米带带隙内存在两个电子态。通过输运光谱证实器件集成后5-AGNRs分子能级的保持性，本研究为实现更奇异的GNR基纳米电子器件迈出了关键一步。
关键词： 石墨烯纳米带、库仑阻塞、分子光谱学、器件集成、拉曼光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01