Imágenes de microscopía de fuerza atómica (AFM) de nanocintas de grafeno que tienen un ancho periódico y un patrón de dopaje con boro. En la parte superior se muestra la reacción de polimerización utilizada para su síntesis. [1]
Las nanocintas de grafeno ( GNR , también llamadas cintas de nanografeno o cintas de nanografito ) son tiras de grafeno con un ancho inferior a 100 nm. Mitsutaka Fujita y sus coautores introdujeron las cintas de grafeno como modelo teórico para examinar el efecto del borde y el tamaño a nanoescala en el grafeno. [2] [3] [4]
Producción
Nanotomía
Se pueden producir grandes cantidades de GNR de ancho controlado mediante nanotomía de grafito , [5] donde la aplicación de un cuchillo de diamante afilado sobre el grafito produce nanobloques de grafito, que luego se pueden exfoliar para producir GNR como lo muestra Vikas Berry . Los GNR también se pueden producir "descomprimiendo" o cortando axialmente nanotubos . [6] En uno de esos métodos, se descomprimieron nanotubos de carbono de paredes múltiples en solución mediante la acción de permanganato de potasio y ácido sulfúrico . [7] En otro método, los GNR se produjeron mediante grabado con plasma de nanotubos parcialmente incrustados en una película de polímero . [8] Más recientemente, se cultivaron nanocintas de grafeno sobre sustratos de carburo de silicio (SiC) mediante implantación de iones seguida de recocido al vacío o con láser. [9] [10] [11] Esta última técnica permite escribir cualquier patrón en sustratos de SiC con una precisión de 5 nm. [12]
epitaxia
Los GNR se cultivaron en los bordes de estructuras tridimensionales grabadas en obleas de carburo de silicio . Cuando las obleas se calientan a aproximadamente 1000 °C (1270 K; 1830 °F), el silicio se elimina preferentemente a lo largo de los bordes, formando nanocintas cuya estructura está determinada por el patrón de la superficie tridimensional. Las cintas tenían bordes perfectamente lisos, recocidos mediante el proceso de fabricación. Las mediciones de movilidad de electrones que superan el millón corresponden a una resistencia laminar de un ohmio por cuadrado , dos órdenes de magnitud menor que la del grafeno bidimensional. [13]
Deposición química de vapor
Las nanocintas de menos de 10 nm cultivadas en una oblea de germanio actúan como semiconductores y exhiben una banda prohibida . Dentro de una cámara de reacción, mediante deposición química de vapor , se utiliza metano para depositar hidrocarburos en la superficie de la oblea, donde reaccionan entre sí para producir cintas largas y de bordes lisos. Las cintas se utilizaron para crear prototipos de transistores . [14] A una tasa de crecimiento muy lenta, los cristales de grafeno crecen naturalmente formando largas nanocintas en una faceta específica del cristal de germanio . Al controlar la tasa de crecimiento y el tiempo de crecimiento, los investigadores lograron controlar el ancho de la nanocinta. [15]
Recientemente, investigadores del SIMIT (Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghai, Academia de Ciencias de China) informaron sobre una estrategia para hacer crecer nanocintas de grafeno con anchos controlados y bordes lisos directamente sobre sustratos dieléctricos de nitruro de boro hexagonal (h-BN). [16] El equipo utiliza nanopartículas de níquel para grabar trincheras de nanómetros de ancho con una profundidad de monocapa en h-BN y, posteriormente, llenarlas con grafeno mediante deposición química de vapor . La modificación de los parámetros de grabado permite ajustar el ancho de la zanja a menos de 10 nm, y las cintas resultantes de menos de 10 nm muestran bandas prohibidas de casi 0,5 eV. La integración de estas nanocintas en dispositivos de transistores de efecto de campo revela relaciones de encendido y apagado superiores a 10 4 a temperatura ambiente, así como altas movilidades de portadores de ~750 cm 2 V −1 s −1 .
Síntesis de nanocintas en varios pasos
Se investigó un enfoque ascendente. [17] [18] En 2017, se utilizó la transferencia por contacto seco para presionar un aplicador de fibra de vidrio recubierto con un polvo de nanocintas de grafeno atómicamente precisas sobre una superficie de Si(100) pasivada con hidrógeno al vacío . 80 de 115 GNR oscurecieron visiblemente la red del sustrato con una altura aparente promedio de 0,30 nm. Los GNR no se alinean con la red de Si, lo que indica un acoplamiento débil. La banda prohibida promedio en 21 GNR fue de 2,85 eV con una desviación estándar de 0,13 eV. [19]
El método superpuso involuntariamente algunas nanocintas, lo que permitió el estudio de GNR multicapa. Estas superposiciones podrían formarse deliberadamente mediante manipulación con un microscopio de efecto túnel . La despasivación del hidrógeno no dejó ninguna banda prohibida. Los enlaces covalentes entre la superficie del Si y el GNR conducen a un comportamiento metálico. Los átomos de la superficie de Si se mueven hacia afuera y la GNR cambia de plana a distorsionada, con algunos átomos de C moviéndose hacia la superficie de Si. [19]
estructura electrónica
Los estados electrónicos de los GNR dependen en gran medida de las estructuras de los bordes (sillón o zigzag). En los bordes en zigzag, cada segmento de borde sucesivo está en el ángulo opuesto al anterior. En los bordes de los sillones, cada par de segmentos es una rotación de 120/-120 grados del par anterior. La siguiente animación proporciona una explicación visual de ambos. Los bordes en zigzag proporcionan el estado localizado del borde con orbitales moleculares no enlazantes cerca de la energía de Fermi. Se espera que tengan grandes cambios en las propiedades ópticas y electrónicas a partir de la cuantificación . [20]
Los cálculos basados en la teoría de la unión estrecha predicen que los GNR en zigzag son siempre metálicos, mientras que los sillones pueden ser metálicos o semiconductores, dependiendo de su ancho. [20] Sin embargo, los cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) muestran que las nanocintas de sillón son semiconductoras con una brecha de energía que escala con la inversa del ancho de GNR. [21] Los experimentos verificaron que las brechas de energía aumentan al disminuir el ancho de GNR. [22] Se han fabricado nanocintas de grafeno con orientación de borde controlada mediante litografía con microscopio de efecto túnel (STM). [23] Se informaron brechas de energía de hasta 0,5 eV en una cinta de sillón de 2,5 nm de ancho.
Las nanocintas de sillón son metálicas o semiconductoras y presentan bordes polarizados por espín . Su brecha se abre gracias a un acoplamiento antiferromagnético inusual entre los momentos magnéticos en los átomos de carbono del borde opuesto. El tamaño de este espacio es inversamente proporcional al ancho de la cinta [20] [24] [25] y su comportamiento se remonta a las propiedades de distribución espacial de las funciones de onda de estado de borde y al carácter mayoritariamente local de la interacción de intercambio que origina la polarización de espín. Por lo tanto, el confinamiento cuántico, el superintercambio entre bordes y las interacciones de intercambio directo dentro del borde en GNR en zigzag son importantes por su magnetismo y banda prohibida. El momento magnético del borde y la banda prohibida del GNR en zigzag son inversamente proporcionales a la concentración de electrones/huecos y pueden controlarse mediante adatomes alcalinos . [26]
Su estructura 2D, su alta conductividad eléctrica y térmica y su bajo nivel de ruido también hacen de los GNR una posible alternativa al cobre para interconexiones de circuitos integrados. La investigación está explorando la creación de puntos cuánticos cambiando el ancho de los GNR en puntos seleccionados a lo largo de la cinta, creando un confinamiento cuántico . [27] [20] Se han realizado heterouniones dentro de nanocintas de grafeno individuales, entre las cuales se ha demostrado que las estructuras funcionan como barreras de túneles.
Estructura de banda GNR para tipo sillón. Los cálculos de unión estrecha muestran que el tipo de sillón puede ser semiconductor o metálico dependiendo del ancho (quiralidad).
Estructura de bandas GNR para tipo zigzag. Los cálculos de encuadernación ajustada predicen que el tipo en zigzag siempre es metálico.
Micrografías TEM de GNR de (a) w=15, (b) w=30, (c) w=40 (exfoliante) y (d) w=60 nm depositados en rejillas de carbón de encaje de malla 400 y (e) micrografía FESEM de cinta de 600 nm. (f) Imágenes de microscopio electrónico de cintas de grafeno de 120 nm (FESEM), (g) GQD cuadrados de 50 nm (FESEM), (h, i) GQD rectangulares de 25 × 100 nm2 (FESEM) y (j) 8°- GNR cónico en ángulo (o GQD triangular) (FESEM)). Las grandes densidades de GQD cuadrados y rectangulares (g) mostraron un plegamiento extenso (flechas blancas). Tamaños de barra = (a) 250 nm, (b,g,i) 50 nm, (c,d) 500 nm y (h) 1 μm. [5]
El módulo de Young, el módulo de corte y la relación de Poisson de las nanocintas de grafeno son diferentes con diferentes tamaños (con diferentes longitudes y anchos) y formas. Estas propiedades mecánicas son anisotrópicas y normalmente se describirían en dos direcciones en el plano, paralelas y perpendiculares a la dirección periódica unidimensional. Las propiedades mecánicas aquí serán un poco diferentes de las láminas de grafeno bidimensional debido a la geometría distinta, la longitud de enlace y la fuerza de enlace, particularmente en el borde de las nanocintas de grafeno. [32] Es posible ajustar estas propiedades nanomecánicas con más dopaje químico para cambiar el entorno de unión en el borde de las nanocintas de grafeno. [33] Al aumentar el ancho de las nanocintas de grafeno, las propiedades mecánicas convergerán al valor medido en las láminas de grafeno. [32] [33]
Un análisis predijo que el módulo de Young alto para las nanocintas de grafeno de sillón sería de alrededor de 1,24 TPa mediante el método de dinámica molecular. [32] También mostraron los comportamientos elásticos no lineales con términos de orden superior en la curva tensión-deformación . En la región de mayor deformación, se necesitaría un orden aún mayor (>3) para describir completamente el comportamiento no lineal. Otros científicos también informaron sobre la elasticidad no lineal mediante el método de elementos finitos y descubrieron que el módulo de Young, la resistencia a la tracción y la ductilidad de las nanocintas de grafeno de sillón son mayores que los de las nanocintas de grafeno en zigzag. [35] Otro informe predijo la elasticidad lineal para la tensión entre -0,02 y 0,02 en las nanocintas de grafeno en zigzag mediante el modelo de teoría funcional de la densidad. [33] Dentro de la región lineal, las propiedades electrónicas serían relativamente estables bajo una geometría ligeramente cambiante. Las brechas de energía aumentan de -0,02 eV a 0,02 eV para la tensión entre -0,02 y 0,02, lo que proporciona viabilidad para futuras aplicaciones de ingeniería.
La resistencia a la tracción de las nanocintas de grafeno del sillón es de 175 GPa con una gran ductilidad de 30,26% de tensión de fractura , [32] lo que muestra las mayores propiedades mecánicas en comparación con el valor de 130 GPa y 25% medido experimentalmente en grafeno monocapa. [36] Como se esperaba, las nanocintas de grafeno con un ancho más pequeño se romperían completamente más rápido, ya que la proporción de enlaces con bordes más débiles aumentó. Mientras que la tensión de tracción en las nanocintas de grafeno alcanzaba su máximo, los enlaces CC comenzarían a romperse y luego formarían anillos mucho más grandes para debilitar los materiales hasta fracturarlos. [32]
Propiedades ópticas
Los primeros resultados numéricos sobre las propiedades ópticas de las nanocintas de grafeno fueron obtenidos por Lin y Shyu en 2000. [20] [37] Se informaron las diferentes reglas de selección para las transiciones ópticas en nanocintas de grafeno con bordes en forma de sillón y en zigzag. Estos resultados se complementaron con un estudio comparativo de nanocintas en zigzag con nanotubos de carbono de sillón de pared simple realizado por Hsu y Reichl en 2007. [38] Se demostró que las reglas de selección en las cintas en zigzag son diferentes de las de los nanotubos de carbono y los estados propios en las cintas en zigzag pueden clasificarse como simétricos o antisimétricos. Además, se predijo que los estados de los bordes deberían desempeñar un papel importante en la absorción óptica de las nanocintas en zigzag. Las transiciones ópticas entre los estados de borde y de masa deberían enriquecer la región de baja energía ( eV) del espectro de absorción con fuertes picos de absorción. En 2011 se presentó la derivación analítica de las reglas de selección obtenidas numéricamente. [39] [40] [20] La regla de selección para la luz incidente polarizada longitudinalmente al eje de la cinta en zigzag es que es impar, donde se numeran las bandas de energía, mientras que para la polarización perpendicular es par. También se permiten transiciones intrabanda (entre subbandas) entre las subbandas de conducción (valencia) si son pares.
Reglas de selección óptica de nanocintas de grafeno en zigzag.
Para nanocintas de grafeno con bordes tipo sillón, la regla de selección es . De manera similar a las transiciones de tubos, las transiciones entre subbandas están prohibidas para las nanocintas de grafeno de sillón. A pesar de las diferentes reglas de selección en nanotubos de carbono de sillón de pared simple y nanocintas de grafeno en zigzag, se predice una correlación oculta de los picos de absorción. [41] La correlación de los picos de absorción en tubos y cintas debe tener lugar cuando el número de átomos en la celda unitaria del tubo está relacionado con el número de átomos en la celda unitaria de la cinta en zigzag de la siguiente manera: , lo que se denomina condición de coincidencia para las condiciones de contorno de pared dura y periódica. Estos resultados obtenidos dentro de la aproximación del vecino más cercano del modelo de vínculo estrecho se han corroborado con cálculos de la teoría funcional de densidad de primeros principios que tienen en cuenta los efectos de intercambio y correlación. [42]
Los cálculos de primer principio con correcciones de cuasipartículas y efectos de muchos cuerpos exploraron las propiedades electrónicas y ópticas de materiales basados en grafeno. [43] Con el cálculo de GW, las propiedades de los materiales a base de grafeno se investigan con precisión, incluidas las nanocintas de grafeno, [44] nanocintas de grafeno de sillón funcionalizadas en bordes y superficies [45] y las propiedades de escala en nanocintas de grafeno de sillón. [46]
Análisis
Las nanocintas de grafeno se pueden analizar mediante microscopio de efecto túnel, espectroscopia Raman, [47] [48] espectroscopia infrarroja, [49] [50] [51] y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. [52] Por ejemplo, se ha informado que la vibración de flexión fuera del plano de un CH en un anillo de benceno, llamada SOLO, que es similar al borde en zigzag, en GNR en zigzag aparece a 899 cm −1 , mientras que la de dos CH en un anillo de benceno, llamado DUO, que es similar al borde de un sillón, se ha informado que los GNR de un sillón aparecen a 814 cm -1 como resultados de los espectros IR calculados. [50] Sin embargo, los análisis de nanocintas de grafeno en sustratos son difíciles utilizando espectroscopía infrarroja incluso con un método de espectrometría de absorción de reflexión. Por tanto, es necesaria una gran cantidad de nanocintas de grafeno para los análisis de espectroscopía infrarroja.
Reactividad
Se sabe que los bordes en zigzag son más reactivos que los bordes de sillón, como se observa en las reactividades de deshidrogenación entre el compuesto con bordes en zigzag (tetraceno) y los bordes de sillón (criseno). [53] Además, los bordes en zigzag tienden a estar más oxidados que los bordes de los sillones sin gasificación. [54] Los bordes en zigzag con mayor longitud pueden ser más reactivos, como se puede ver en la dependencia de la longitud de los acenos con la reactividad. [55]
Aplicaciones
Nanocompuestos poliméricos
Las nanocintas de grafeno y sus contrapartes oxidadas llamadas nanocintas de óxido de grafeno se han investigado como nanorellenos para mejorar las propiedades mecánicas de los nanocompuestos poliméricos. Se observaron aumentos en las propiedades mecánicas de los compuestos epoxi al cargar nanocintas de grafeno. [56] Se logró un aumento en las propiedades mecánicas de los nanocompuestos poliméricos biodegradables de poli (fumarato de propileno) en un porcentaje de peso bajo mediante la carga de nanocintas de grafeno oxidadas, fabricadas para aplicaciones de ingeniería de tejido óseo. [57]
En catálisis, los GNR ofrecen varias características ventajosas que los hacen atractivos como catalizadores o soportes de catalizadores. En primer lugar, su alta relación superficie-volumen proporciona abundantes sitios activos para reacciones catalíticas. Esta superficie mejorada permite una interacción eficiente con las moléculas reactivas, lo que conduce a un rendimiento catalítico mejorado. [59]
En segundo lugar, la estructura de borde de los GNR juega un papel crucial en la catálisis. Los bordes en zigzag y tipo sillón de los GNR poseen propiedades electrónicas distintivas, lo que los hace adecuados para reacciones específicas. Por ejemplo, la presencia de átomos de carbono insaturados en los bordes puede servir como sitios activos para la adsorción y reacción de varias moléculas.
Además, los GNR pueden funcionalizarse o doparse con heteroátomos para adaptar aún más sus propiedades catalíticas. La funcionalización con grupos específicos o el dopaje con elementos como silicio, [60] nitrógeno, boro, [61] o metales de transición pueden introducir sitios activos adicionales o modificar la estructura electrónica, permitiendo transformaciones catalíticas selectivas. [62]
^ Kawai, Shigeki; Saito, Shohei; Osumi, Shinichiro; Yamaguchi, Shigehiro; Foster, Adam S.; Spijker, Peter; Meyer, Ernst (2015). "Dopaje con boro sustitucional controlado atómicamente de nanocintas de grafeno". Comunicaciones de la naturaleza . 6 : 8098. Código Bib : 2015NatCo...6.8098K. doi : 10.1038/ncomms9098. PMC 4560828 . PMID 26302943.
^ Fujita M.; Wakabayashi K.; Nakada K.; Kusakabe K. (1996). "Estado localizado peculiar en Zigzag Graphite Edge". Revista de la Sociedad de Física de Japón . 65 (7): 1920. Código bibliográfico : 1996JPSJ...65.1920F. doi :10.1143/JPSJ.65.1920.
^ Nakada K.; Fujita M.; Dresselhaus G.; Dresselhaus MS (1996). "Estado de los bordes en cintas de grafeno: efecto del tamaño nanométrico y dependencia de la forma del borde". Revisión física B. 54 (24): 17954–17961. Código bibliográfico : 1996PhRvB..5417954N. doi : 10.1103/PhysRevB.54.17954. PMID 9985930.
^ Wakabayashi K.; Fujita M.; Ajiki H.; Sigrist M. (1999). "Propiedades electrónicas y magnéticas de las cintas de nanografito". Revisión física B. 59 (12): 8271–8282. arXiv : cond-mat/9809260 . Código bibliográfico : 1999PhRvB..59.8271W. doi : 10.1103/PhysRevB.59.8271. S2CID 119523846.
^ ab Mohanty, Nihar; Moore, David; Xu, Zhiping; Sreeprasad, TS; Nagaraja, Ashvin; Rodríguez, Alfredo Alejandro; Baya, Vikas (2012). "Producción basada en nanotomía de nanoestructuras de grafeno transferibles y dispersables de forma y tamaño controlados" (PDF) . Comunicaciones de la naturaleza . 3 (5): 844. Código Bib : 2012NatCo...3E.844M. doi : 10.1038/ncomms1834 . PMID 22588306.
^ Brumfiel, G. (2009). "Nanotubos cortados en cintas. Nuevas técnicas abren tubos de carbono para crear cintas". Naturaleza . doi : 10.1038/news.2009.367.
^ Kosynkin, Dmitry V.; Higginbotham, Amanda L.; Sinitskii, Alejandro; Lomeda, Jay R.; Dimiev, Ayrat; Precio, B. Katherine; Gira, James M. (2009). "Descompresión longitudinal de nanotubos de carbono para formar nanocintas de grafeno". Naturaleza . 458 (7240): 872–6. Código Bib :2009Natur.458..872K. doi : 10.1038/naturaleza07872. hdl : 10044/1/4321 . PMID 19370030. S2CID 2920478.
^ Liying Jiao; Li Zhang; Xinran Wang; Georgi Diankov; Hongjie Dai (2009). "Nanocintas estrechas de grafeno a partir de nanotubos de carbono". Naturaleza . 458 (7240): 877–80. Código Bib :2009Natur.458..877J. doi : 10.1038/naturaleza07919. PMID 19370031. S2CID 205216466.
^ "Escribir circuitos de grafeno con bolígrafos de iones'". Ciencia diaria. 27 de marzo de 2012 . Consultado el 29 de agosto de 2012 .
^ "Noticias destacadas de física de AIP 27 de marzo de 2012". Instituto Americano de Física (AIP). 28 de marzo de 2012 . Consultado el 29 de agosto de 2012 .
^ Tongay, S.; Lemaitre, M.; Fridmann, J.; Hebard, AF; Gila, BP; Appleton, BR (2012). "Dibujo de nanocintas de grafeno sobre SiC mediante implantación de iones". Aplica. Física. Lett . 100 (73501): 073501. Código bibliográfico : 2012ApPhL.100g3501T. doi : 10.1063/1.3682479.
^ "Escribir circuitos de grafeno con bolígrafos de iones'". Instituto Americano de Física . Noticias de Nanowerk. 27 de marzo de 2012 . Consultado el 29 de agosto de 2012 .
^ "Una nueva forma de grafeno permite que los electrones se comporten como fotones". kurzweilai.net . 6 de febrero de 2014 . Consultado el 11 de octubre de 2015 .
^ Orcutt, Mike (13 de agosto de 2015). "Una nueva técnica brinda a los transistores de grafeno una ventaja necesaria | MIT Technology Review". Revisión de tecnología del MIT . Consultado el 11 de octubre de 2015 .
^ "'El diseño de nanocintas de sillón convierte al grafeno en un semiconductor escalable en obleas | KurzweilAI ". www.kurzweilai.net . 19 de agosto de 2015 . Consultado el 13 de octubre de 2015 .
^ Chen, Lingxiu; Él, Li; Wang, Huishan (2017). "Nanocintas de grafeno orientadas incrustadas en zanjas hexagonales de nitruro de boro". Comunicaciones de la naturaleza . 8 : 14703. arXiv : 1703.03145 . Código Bib : 2017NatCo...814703C. doi :10.1038/ncomms14703. PMC 5347129 . PMID 28276532.
^ Yang, X.; Dou, X.; Rouhanipour, A.; Zhi, L.; Räder, HJ; Mullen, K. (2008). "Nanocintas de grafeno bidimensional". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 130 (13): 4216–4217. doi :10.1021/ja710234t. PMID 18324813.
^ Dössel, L.; Gherghel, L.; Feng, X.; Mullen, K. (2011). "Nanocintas de grafeno hechas por químicos: del tamaño de un nanómetro, solubles y libres de defectos". Edición internacional Angewandte Chemie . 50 (11): 2540–3. doi :10.1002/anie.201006593. PMID 21370333. S2CID 31349898.
^ ab "the Foresight Institute» Blog »Colocación limpia de nanocintas de grafeno atómicamente precisas". www.foresight.org . 23 de enero de 2017 . Consultado el 15 de febrero de 2017 .
^ abcdef Chung, HC; Chang, CP; Lin, CY; Lin, MF (2016). "Propiedades electrónicas y ópticas de nanocintas de grafeno en campos externos". Química Física Física Química . 18 (11): 7573–7616. arXiv : 1510.01889 . Código Bib : 2016PCCP...18.7573C. doi :10.1039/C5CP06533J. PMID 26744847. S2CID 35857980.
^ Barón, V.; Hod, O.; Scuseria, GE (2006). "Estructura electrónica y estabilidad de nanocintas semiconductoras de grafeno". Nano Letras . 6 (12): 2748–54. Código Bib : 2006NanoL...6.2748B. doi :10.1021/nl0617033. PMID 17163699.
^ Han., MI; Özyilmaz, B.; Zhang, Y.; Kim, P. (2007). "Ingeniería de banda prohibida energética de nanocintas de grafeno". Cartas de revisión física . 98 (20): 206805. arXiv : cond-mat/0702511 . Código Bib : 2007PhRvL..98t6805H. doi : 10.1103/PhysRevLett.98.206805. PMID 17677729. S2CID 6309177.
^ Tapasztó, Levente; Dobrik, Gergely; Lambin, Philippe; Biró, László P. (2008). "Adaptación de la estructura atómica de nanocintas de grafeno mediante litografía con microscopio de efecto túnel". Nanotecnología de la naturaleza . 3 (7): 397–401. arXiv : 0806.1662 . doi :10.1038/nnano.2008.149. PMID 18654562. S2CID 20231725.
^ Hijo Y.-W.; Cohen ML; Louie SG (2006). "Brechas energéticas en las nanocintas de grafeno". Cartas de revisión física . 97 (21): 216803. arXiv : cond-mat/0611602 . Código bibliográfico : 2006PhRvL..97u6803S. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.216803. PMID 17155765. S2CID 536865.
^ Jung. J.; Pereg-Barnea T.; MacDonald AH (2009). "Teoría del superintercambio entre bordes en el magnetismo de borde en zigzag". Cartas de revisión física . 102 (22): 227205. arXiv : 0812.1047 . Código Bib : 2009PhRvL.102v7205J. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.227205. PMID 19658901. S2CID 6539197.
^ Huang, Liang Feng; Zhang, Guo Ren; Zheng, Xiao Hong; Gong, Peng Lai; Cao, Teng Fei; Zeng, Zhi (2013). "Comprensión y ajuste del efecto de confinamiento cuántico y el magnetismo de borde en nanocintas de grafeno en zigzag". J. Phys.: Condens. Asunto . 25 (5): 055304. Código bibliográfico : 2013JPCM...25e5304H. doi :10.1088/0953-8984/25/5/055304. PMID 23300171. S2CID 9252524.
^ Wang, ZF; Shi, QW; Li, Q.; Wang, X.; Hou, JG; Zheng, H.; Yao, Y.; Chen, J. (2007). "Dispositivo de puntos cuánticos de nanocintas de grafeno en forma de Z". Letras de Física Aplicada . 91 (5): 053109. arXiv : 0705.0023 . Código Bib : 2007ApPhL..91e3109W. doi : 10.1063/1.2761266. S2CID 119244435.
^ Bullis, Kevin (28 de enero de 2008). "Transistores de grafeno". Revisión de tecnología . Cambridge: MIT Technology Review, Inc. Consultado el 18 de febrero de 2008 .
^ Bullis, Kevin (25 de febrero de 2008). "TR10: Transistores de grafeno". Revisión de tecnología . Cambridge: MIT Technology Review, Inc. Consultado el 27 de febrero de 2008 .
^ Wang, Xinran; Ouyang, Yijian; Li, Xiaolin; Wang, Hailiang; Guo, Jing; Dai, Hongjie (2008). "Transistores de efecto de campo de nanocintas de grafeno sub-10 nm totalmente semiconductores a temperatura ambiente". Cartas de revisión física . 100 (20): 206803. arXiv : 0803.3464 . Código Bib : 2008PhRvL.100t6803W. doi :10.1103/PhysRevLett.100.206803. PMID 18518566. S2CID 12833620.
^ Ballon, MS (28 de mayo de 2008). Las nanocintas de carbono ofrecen la posibilidad de crear chips de computadora más pequeños y más rápidos. Informe de Stanford
^ abcdef Bu, Hao; Chen, Yunfei; Zou, Min; Yi, Hong; Bi, Kedong; Ni, Zhonghua (22 de julio de 2009). "Simulaciones atomísticas de propiedades mecánicas de nanocintas de grafeno". Letras de Física A. 373 (37): 3359–3362. Código bibliográfico : 2009PhLA..373.3359B. doi :10.1016/j.physleta.2009.07.048.
^ abcd Faccio, Ricardo; Denis, Pablo; Pardo, Elena; Goyenola, Cecilia; Mombrú, Álvaro (19 de junio de 2009). "Propiedades mecánicas de las nanocintas de grafeno". Revista de Física: Materia Condensada . 21 (28): 285304. arXiv : 0905.1440 . Código Bib : 2009JPCM...21B5304F. doi :10.1088/0953-8984/21/28/285304. PMID 21828517. S2CID 5099613 - vía IOPscience.
^ Georgantzinos, SK; Giannopoulos, GI; Anifantis, NK (diciembre de 2010). "Investigación numérica de las propiedades mecánicas elásticas de las estructuras de grafeno". Materiales y diseño . 31 (10): 4646–4654. doi :10.1016/j.matdes.2010.05.036.
^ Georgantzinos, SK; Giannopoulos, GI; Katsareas, DE; Kakavas, Pensilvania; Anifantis, NK (mayo de 2011). "Propiedades mecánicas no lineales dependientes del tamaño de las nanocintas de grafeno". Ciencia de Materiales Computacionales . 50 (7): 2057–2062. doi :10.1016/j.commatsci.2011.02.008.
^ Changgu, Lee; Wei, Xiaoding; Kysar, Jeffrey; Perfeccionar, James (18 de julio de 2008). "Medición de las propiedades elásticas y resistencia intrínseca del grafeno monocapa". Ciencia . 321 (5887): 385–388. Código Bib : 2008 Ciencia... 321.. 385L. doi : 10.1126/ciencia.1157996. PMID 18635798. S2CID 206512830.
^ Lin, Ming-Fa; Shyu, Feng-Lin (2000). "Propiedades ópticas de las cintas de nanografito". J. Física. Soc. Japón . 69 (11): 3529. Código bibliográfico : 2000JPSJ...69.3529L. doi :10.1143/JPSJ.69.3529.
^ Hsu, Han; Reichl, LE (2007). "Regla de selección para la absorción óptica de nanocintas de grafeno". Física. Rev. B. 76 (4): 045418. Código bibliográfico : 2007PhRvB..76d5418H. doi : 10.1103/PhysRevB.76.045418.
^ Chung, HC; Lee, MH; Chang, CP; Lin, MF (2011). "Exploración de reglas de selección óptica dependientes de los bordes para nanocintas de grafeno". Óptica Express . 19 (23): 23350–63. arXiv : 1104.2688 . Código Bib : 2011OExpr..1923350C. doi :10.1364/OE.19.023350. PMID 22109212. S2CID 119190424.
^ Sasaki, K.-I.; Kato, K.; Tokura, Y.; Oguri, K.; Sogawa, T. (2011). "Teoría de las transiciones ópticas en nanocintas de grafeno". Física. Rev. B. 84 (8): 085458. arXiv : 1107.0795 . Código bibliográfico : 2011PhRvB..84h5458S. doi : 10.1103/PhysRevB.84.085458. S2CID 119091338.
^ Saroka, VA; Shuba, MV; Portnoi, ME (2017). "Reglas de selección óptica de nanocintas de grafeno en zigzag". Física. Rev. B. 95 (15): 155438. arXiv : 1705.00757 . Código Bib : 2017PhRvB..95o5438S. doi : 10.1103/PhysRevB.95.155438.
^ Pago, RB; Grassano, D.; Santos, GNC; Levshov, DI; Pulci, O.; Saroka, Virginia (2020). "Regla 2N + 4 y un atlas de resonancias ópticas masivas de nanocintas de grafeno en zigzag". Nat. Comunitario . 11 (1): 82. Código Bib : 2020NatCo..11...82P. doi : 10.1038/s41467-019-13728-8 . PMC 6941967 . PMID 31900390.
^ Onida, Giovanni; Rubio, Ángel (2002). "Excitaciones electrónicas: enfoques de función de densidad versus función de Green de muchos cuerpos". Mod. Rev. Física . 74 (2): 601. Código bibliográfico : 2002RvMP...74..601O. doi :10.1103/RevModPhys.74.601. hdl : 10261/98472 .
^ Prezzi, Débora; Varsano, Daniele; Ruini, Alicia; Marini, Andrea; Molinari, Elisa (2008). "Propiedades ópticas de las nanocintas de grafeno: el papel de los efectos de muchos cuerpos". Revisión física B. 77 (4): 041404. arXiv : 0706.0916 . Código Bib : 2008PhRvB..77d1404P. doi : 10.1103/PhysRevB.77.041404. S2CID 73518107. Yang, Li; Cohen, Marvin L.; Louie, Steven G. (2007). "Efectos excitónicos en los espectros ópticos de nanocintas de grafeno". Nano Lett . 7 (10): 3112–5. arXiv : 0707.2983 . Código Bib : 2007NanoL...7.3112Y. doi :10.1021/nl0716404. PMID 17824720. S2CID 16943236. Yang, Li; Cohen, Marvin L.; Louie, Steven G. (2008). "Excitones de estado de borde magnético en nanocintas de grafeno en zigzag". Cartas de revisión física . 101 (18): 186401. Código bibliográfico : 2008PhRvL.101r6401Y. doi :10.1103/PhysRevLett.101.186401. PMID 18999843.
^ Zhu, Xi; Su, Haibin (2010). "Excitones de nanocintas de grafeno funcionalizadas en bordes y superficies". J. Física. Química. C . 114 (41): 17257. doi : 10.1021/jp102341b.
^ Zhu, Xi; Su, Haibin (2011). "Escalado de excitones en nanocintas de grafeno con bordes en forma de sillón". Revista de Química Física A. 115 (43): 11998–12003. Código Bib : 2011JPCA..11511998Z. doi :10.1021/jp202787h. PMID 21939213.
^ Cai, Jinming; Pascal Ruffieux; Rached Jaafar; Marco Bieri; et al. (22 de julio de 2010). "Fabricación atómicamente precisa de abajo hacia arriba de nanocintas de grafeno". Naturaleza . 466 (7305): 470–473. Código Bib :2010Natur.466..470C. doi : 10.1038/naturaleza09211. hdl : 11858/00-001M-0000-000F-72E7-F . PMID 20651687. S2CID 4422290.
^ Kim, Jungpil; Lee, Nodo; Min, joven Hwan; No, Seokhwan; Kim, Nam-Koo; Jung, Seokwon; Joo, Minho; Yamada, Yasuhiro (31 de diciembre de 2018). "Distinguir bordes en zigzag y de sillón en nanocintas de grafeno mediante fotoelectrones de rayos X y espectroscopías Raman". ACS Omega . 3 (12): 17789–17796. doi :10.1021/acsomega.8b02744. ISSN 2470-1343. PMC 6643467 . PMID 31458375.
^ Sasaki, Tatsuya; Yasuhiro Yamada; Satoshi Sato (6 de agosto de 2018). "Análisis cuantitativo de bordes en zigzag y sillones sobre materiales de carbono con y sin pentágonos mediante espectroscopia infrarroja". Química analítica . 90 (18): 10724–10731. doi : 10.1021/acs.analchem.8b00949. PMID 30079720. S2CID 51920955.
^ ab Yamada, Yasuhiro; Masaki, Shiori; Sato, Satoshi (1 de agosto de 2020). "Posiciones bromadas en nanocintas de grafeno analizadas mediante espectroscopia infrarroja". Revista de ciencia de materiales . 55 (24): 10522–10542. Código Bib : 2020JMatS..5510522Y. doi :10.1007/s10853-020-04786-1. ISSN 1573-4803. S2CID 218624238.
^ Kanazawa, Shuhei; Yamada, Yasuhiro; Sato, Satoshi (22 de abril de 2021). "Espectroscopia infrarroja de nanocintas de grafeno y compuestos aromáticos con sp3C – H (grupos metilo o metileno)" . Revista de ciencia de materiales . 56 (21): 12285–12314. Código Bib : 2021JMatS..5612285K. doi :10.1007/s10853-021-06001-1. ISSN 1573-4803. S2CID 233355287.
^ Kim, Jungpil; Lee, Nodo; Min, joven Hwan; No, Seokhwan; Kim, Nam-Koo; Jung, Seokwon; Joo, Minho; Yamada, Yasuhiro (31 de diciembre de 2018). "Distinguir bordes en zigzag y de sillón en nanocintas de grafeno mediante fotoelectrones de rayos X y espectroscopías Raman". ACS Omega . 3 (12): 17789–17796. doi :10.1021/acsomega.8b02744. ISSN 2470-1343. PMC 6643467 . PMID 31458375.
^ Yamada, Yasuhiro; Kawai, Miki; Yorimitsu, Hideki; Otsuka, Shinya; Takanashi, Motoharu; Sato, Satoshi (28 de noviembre de 2018). «Materiales de Carbono con Bordes en Zigzag y Sillón» . Interfaces y materiales aplicados de ACS . 10 (47): 40710–40739. doi :10.1021/acsami.8b11022. ISSN 1944-8244. PMID 30339344. S2CID 206490799.
^ Yamada, Yasuhiro; Kawai, Miki; Yorimitsu, Hideki; Otsuka, Shinya; Takanashi, Motoharu; Sato, Satoshi (28 de noviembre de 2018). «Materiales de Carbono con Bordes en Zigzag y Sillón» . Interfaces y materiales aplicados de ACS . 10 (47): 40710–40739. doi :10.1021/acsami.8b11022. ISSN 1944-8244. PMID 30339344. S2CID 206490799.
^ Zade, Sanjio S.; Bendikov, Michael (2012). "Reactividad de los acenos: mecanismos y dependencia de la longitud de los acenos". Revista de Química Física Orgánica . 25 (6): 452–461. doi :10.1002/poc.1941. ISSN 1099-1395.
^ Raifee, Mohammad; Wei Lu; Abhay V. Thomas; Ardavan Zandiatashbar; Javad Rafiee; James M. Tour (16 de noviembre de 2010). "Compuestos de nanocintas de grafeno". ACS Nano . 4 (12): 7415–7420. doi :10.1021/nn102529n. PMID 21080652.
^ Lalwani, Gaurav; Allan M. Henslee; Behzad Farshid; Liangjun Lin; F. Kurtis Kasper; Yi-Xian Qin; Antonios G. Mikos; Balaji Sitharaman (2013). "Nanocompuestos poliméricos biodegradables reforzados con nanoestructura bidimensional para ingeniería de tejido óseo". Biomacromoléculas . 14 (3): 900–9. doi :10.1021/bm301995s. PMC 3601907 . PMID 23405887.
^ Lalwani, Gaurav; Xin Cai; Liming Nie; Lihong V. Wang; Balaji Sitharaman (diciembre de 2013). "Agentes de contraste a base de grafeno para tomografía fotoacústica y termoacústica". Fotoacústica . 1 (3–4): 62–67. doi :10.1016/j.pacs.2013.10.001. PMC 3904379 . PMID 24490141. PDF de texto completo.
^ Peng, Hongliang; Duan, Diancheng; Liu, Siyan; Liu, Jiaxi; Sol, Lixian; Huang, Pengru; Shao, Chunfeng; Zhang, Kexiang; Zhang, Huanzhi; Xue, Xiaogang; Xu, Fen; Zou, Yongjin; Liu, Yalin; Tian, Xinlong; Rosei, Federico (7 de diciembre de 2021). "Una nanocinta similar al grafeno para electrocatalizadores bifuncionales eficientes". Revista de Química de Materiales A. 9 (47): 26688–26697. doi :10.1039/D1TA06078C. ISSN 2050-7496. S2CID 240714294.
^ Chen, Qu; Robertson, Alex W.; Él, Kuang; Gong, Chuncheng; Yoon, Euijoon; Kirkland, Angus I.; Lee, Gun-Do; Warner, Jamie H. (26 de enero de 2016). "Enlaces alargados silicio-carbono en los bordes del grafeno" . ACS Nano . 10 (1): 142-149. doi :10.1021/acsnano.5b06050. ISSN 1936-0851. PMID 26619146.
^ Gong, Yongji; Fei, Huilong; Zou, Xiaolong; Zhou, Wu; Yang, Shubin; Vosotros, Gonglan; Liu, Zheng; Peng, Zhiwei; Lou, junio; Vajtai, Robert; Yakobson, Boris I.; Gira, James M.; Ajayan, Pulickel M. (24 de febrero de 2015). "Nanocintas de grafeno sustituidas con boro y nitrógeno como catalizadores eficientes para la reacción de reducción de oxígeno". Química de Materiales . 27 (4): 1181–1186. doi :10.1021/cm5037502. ISSN 0897-4756. OSTI 1185918.
^ Xavier, Neubi F.; Bauerfeldt, Glauco F.; Sacchi, Marco (8 de febrero de 2023). "Modelado microcinético de primeros principios que desvela el rendimiento de los nanocarbonos con bordes decorados para la producción de hidrógeno a partir de metano". Interfaces y materiales aplicados de ACS . 15 (5): 6951–6962. doi :10.1021/acsami.2c20937. ISSN 1944-8244. PMC 9923683 . PMID 36700729.
enlaces externos
Proyecto de demostraciones WOLFRAM: estructura de banda electrónica de nanocintas de grafeno en zigzag y sillón
![Micrografías TEM de GNR de (a) w=15, (b) w=30, (c) w=40 (exfoliante) y (d) w=60 nm depositados en rejillas de carbón de encaje de malla 400 y (e) micrografía FESEM de cinta de 600 nm. (f) Imágenes de microscopio electrónico de cintas de grafeno de 120 nm (FESEM), (g) GQD cuadrados de 50 nm (FESEM), (h, i) GQD rectangulares de 25 × 100 nm2 (FESEM) y (j) 8°- GNR cónico en ángulo (o GQD triangular) (FESEM)). Las grandes densidades de GQD cuadrados y rectangulares (g) mostraron un plegamiento extenso (flechas blancas). Tamaños de barra = (a) 250 nm, (b,g,i) 50 nm, (c,d) 500 nm y (h) 1 μm.[5]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Graphene_Nanoribbons_of_controlled_width.jpg/1280px-Graphene_Nanoribbons_of_controlled_width.jpg)
