本征石墨烯具有半金属特性，限制了其在电子器件中的应用，而石墨烯纳米带（GNRs）由于其带隙开放特性，是一种很有前途的半导体材料。然而，高质量GNR阵列的可控合成仍然是一个重大挑战。特别是，目前尚无法通过无模板化学气相沉积（CVD）原位生长GNR阵列。

近日，中科院化学研究所于贵研究员，清华大学余志平教授报道了一种无模板的原位生长方法，在液态铜表面制备了大规模的自对准GNR阵列。

文章要点

1）独特的稀薄氢流和液态铜的设计使得梳状刻蚀图案能够调节石墨烯的生长，实现了GNR阵列形成的准一维生长模型。通过对生长条件的精确调整，实现了对GNR阵列宽度、边缘结构和取向的精细控制。

2）所生长出的GNR的宽度可以优化到10 nm以下，长径比达到387，高于已报道的CVD-GNR，为探索高质量GNR阵列开辟了一条道路。同时，GNR阵列的直接生长简化了工艺过程，避免了杂质和粗糙边缘的引入。

研究工作为制造晶圆规模、高质量和自对准的GNRs阵列提供了一条可靠的途径，有望推动石墨烯基电子产品的发展。

参考文献

Le Cai, et al, In situ growth of large-area and self-aligned graphene nanoribbon arrays on liquid metal, National Science Review, 2020

DOI: 10.1093/nsr/nwaa298

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa298