【摘 要】
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Making atomically well-controlled graphene nanoribbons (GNRs) is a prerequisite for many graphene applications.We proposed two efficient methods of making narrow GNRs: using a single transition metal
【机 构】
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Department of Physics & School of Chemistry and Chemical Engineering Southeast University, Nanjing,
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Making atomically well-controlled graphene nanoribbons (GNRs) is a prerequisite for many graphene applications.We proposed two efficient methods of making narrow GNRs: using a single transition metal atom to unzip single-walled carbon nanotubes in H2 gas; and applying a uniaxial external strain to cut graphene sheet into GNRs.As an example,we demonstrated that a Cu atom drastically reduces the energy barrier of unzipping a (5,5) SWNT from 3.16 eV to 1.2eV,showing the feasibility of synthesizing high-quality narrow GNRs at only slightly elevated temperatures (～ 200-300oC).While,the applied strain not only guides O atoms aligning along a specific zigzag direction but also significantly lowers the reaction barrier and the enthalpy of reaction of graphene cutting along that direction.Furthermore,we designed a new class of quasi-one-dimensional graphene nanostructures,namely,the tri-wing graphene (TWG) nanoribbons,which it not only possesses significantly mechanical stability,but also own rich electronic and magnetic properties.Moreover,we revealed that the approaching hydrogen atoms from both sides of a few layer graphene induce a structural transition from a layered structure into a hydrogen passivated thin diamond film.Besides,and we also studied the sealing of graphene as that in silicon microelectronic industry is required to ensure a stable local environment and found that single atomic thick graphene and GNR sealed between diamond layers maintain their intrinsic electronic properties.
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