| 논문명 | [NT/ET] Facile synthesis of high-quality graphene nanoribbons | ||
| 저자명 | Liying Jiao, Xinran Wang, Georgi Diankov, Hailiang Wang and Hongjie Dai | ||
| 잡지명 | NAT NANOTECHNOL | 발행연도 | 2010 |
| 권호사항 | 5 | 수록면 | 321-325 |
| ABSTRACT |
Graphene nanoribbons have attracted attention because of their novel electronic and spin transport properties, and also because nanoribbons less than 10 nm wide have a bandgap that can be used to make field-effect transistors. However, producing nanoribbons of very high quality, or in high volumes, remains a challenge. Here, we show that pristine few-layer nanoribbons can be produced by unzipping mildly gas-phase oxidized multiwalled carbon nanotubes using mechanical sonication in an organic solvent. The nanoribbons are of very high quality, with smooth edges (as seen by high-resolution transmission electron microscopy), low ratios of disorder to graphitic Raman bands, and the highest electrical conductance and mobility reported so far (up to 5e2/h and 1,500 cm2 V−1 s−1 for ribbons 10–20 nm in width). Furthermore, at low temperatures, the nanoribbons show phase-coherent transport and Fabry–Perot interference, suggesting minimal defects and edge roughness. The yield of nanoribbons is ~2% of the starting raw nanotube soot material, significantly higher than previous methods capable of producing high-quality narrow nanoribbons. The relatively high-yield synthesis of pristine graphene nanoribbons will make these materials easily accessible for a wide range of fundamental and practical applications. |
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| 내용 |
![]() Figure - Unzipping of nanotubes using a new two-step method in gas and liquid phases.
a, Schematic of the unzipping processes. In the mild gas-phase oxidation step, oxygen reacts with pre-existing defects on nanotubes to form etch pits on the sidewalls. In the solution-phase sonication step, sonochemistry and hot gas bubbles enlarge the pits and unzip the tubes. b–d, AFM images of pristine, partially and fully unzipped nanotubes, respectively. The heights of the nanoribbons in c and d are 1.4 and 1.6 nm, respectively, much lower than the pristine nanotube shown in b (height ~9 nm). 그래핀은 우수한 전도성과 전하이동도를 가지고 있지만 에너지 밴드갭이 존재하지 않는 특성으로 인해 반도체 소자로 응용되기에는 문제점이 있다. 그러나 그래핀이 폭이 10 nm 이하인 나노리본을 형성하게 되면 밴드갭이 열리면서 반도체 소자로 사용될 수 있는 가능성이 있고, 이 경우 그래핀의 우수한 전하이동도를 갖는 성능이 좋은 전자소자로 개발될 수 있다. 따라서 그래핀 나노리본을 얻어내기 위해 많은 시도가 있어왔다. 예를 들어 직접 그래핀 나노리본을 합성할 수도 있고, 다중벽 나노튜브의 벽을 갈라 그래핀 나노리본으로 형성하기도 한다. 그러나 지금까지 보고된 방법들의 경우 (특히 다중벽 나노튜브로 부터 그래핀 나노리본을 얻어내는 경우) 나노리본의 수율이 극히 적고, 생성된 그래핀 나노리본에 결함이 많아 실질적으로 응용하기는 어려운 실정이다. 저자들은 상대적으로 온화한 분위기에서 다중벽 나노튜브를 산화시킨 후 벽을 여는 방법으로 그래핀 나노리본을 손쉽게 얻을 수 있었다. 한국화학연구원 나노바이오융합연구센터 이정오 박사 제공
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| 원문보기 | http://www.nature.com/nnano/journal/v5/n5/full/nnano.2010.54.html | ||
