由不同半导体制成的异质结是许多现代技术奇迹（例如，晶体管）的核心。现在，他们可以通过一种简单的方式降级到纳米级：由不同类型的石墨烯纳米带制成的异质结可以从单一前体开始以原子精度制造，正如Michael Crommie及其同事在Nature Nanotechnology中报道的那样。

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   将石墨烯切割成薄的，原子级精确的条带 - 石墨烯纳米带 - 赋予石墨烯潜在的有用特性，例如取决于色带宽度的带隙。使用自下而上的制造工艺，其中分子前体在表面上反应并结合以产生所需的结构，根据起始分子，可以制造许多不同类型的纳米带。“一个非常自然的想法是创建异质结，其中属性可以在单个色带内发生变化，通过从不同的分子构建块构建它或通过某种方式修改单一类型的构建块，”Crommie解释说。“异质结在电气工程应用中非常有用。现在，未经功能化的纳米带可以生长并定位在初始布局中，之后通过后生长技术形成异质结。”

   异质结通过扫描隧道显微镜和光谱（STM / STS）进行表征，但也采用新的扫描探针技术，键合分辨STM，可以在低温下成像化学键。键合分辨的STM允许观察在常规STM图像中不可见的羰基，因此可以区分功能化的非官能化纳米带，从而实现异质结构的结构 - 性质表征。这些测量揭示了功能化和非官能化纳米带的带隙和能量排列不同，并且电子结构在极短的长度范围内变化，在异质结内产生非常大的有效场，如理论计算所预测的。石墨烯纳米带异质结不是新的，但到目前为止它们是从不同前体分子的随机组合中获得的，并且在合成过程完成后它们不能被修饰。相比之下，Crommie及其同事通过从单一前体分子（由Felix Fischer's group合成）开始生产石墨烯纳米带，该前体分子含有牺牲羰基，然后在合成后对它们进行功能化。这是通过热退火切割牺牲基团来完成的，这导致在各个纳米带内明确定义的异质结。“即使单个原子放错位置，这种微小器件的行为也会发生巨大变化：我们通过选择性地去除少量原子以将均匀的纳米带转化为更有用的异质结结构来利用这一点。

   石墨烯纳米带的这种合成路线的一个最有趣的方面是它允许在生长过程完成后改变它们的电子性质和异质结构的形成。“在现代电子产品中，电路通常是通过首先放下设备元件的骨架结构，然后用变化对它们进行分层来构建的，”Crommie说。“同样，未经功能化的纳米带现在可以生长并定位在初始布局中，之后通过后期生长技术形成异质结，例如局部加热或其他刺激的应用。”

   该研究的下一步包括将纳米带异质结结合到电子器件中，测试它们在电流通过它们时的行为，以及理解这种行为与更传统的更大异质结器件的行为有何不同。

   来源：文章来自nature网站，由材料分析与应用整理编辑。