几纳米宽度的石墨烯纳米带（GNR）具有结构可调的带隙、超高的载流子迁移率和优异的稳定性，是未来纳米电子应用的潜在候选者。然而，在绝缘衬底上直接生长微米长的GNR仍然是一个巨大的挑战，这是制造纳米电子器件所必需的。

近日，上海交通大学史志文特别研究员，Shiyong Wang，韩国基础科学研究所Feng Ding，特拉维夫大学Oded Hod利用纳米粒子催化化学气相沉积(CVD)，成功在绝缘六方氮化硼(h-BN)衬底上外延生长GNRs。

文章要点

1）合成了长度可达10μm的超窄GNR。值得注意的是，生长的GNRs与h-BN衬底在结晶学上对准，形成了一维(1D)莫尔超晶格。扫描隧道显微镜显示，在导电石墨衬底上生长的类似GNR的平均宽度为2 nm，典型禁带宽度为1 eV。

2）完全原子化的计算模拟证实了实验结果，揭示了在成核阶段GNRs和碳纳米管(CNTs)的形成以及在整个生长阶段GNRs在h-BN衬底上的范德华滑动之间的竞争。

这项研究提供了一种可扩展的、一步法在绝缘衬底上生长微米长的窄GNR，从而为探索高质量GNR器件的性能和一维莫尔超晶格的基础物理开辟了一条途径。

参考文献

Bosai Lyu, et al, Catalytic growth of ultralong graphene nanoribbons on insulating substrates, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200956

https://doi.org/10.1002/adma.202200956