新方法可生产形状尺寸可控的石墨烯量子点

据报道，美国堪萨斯州立大学的研究人员开发出一种新方法，可生产出大量形状和尺寸可控的石墨烯量子点，这或将为电子学、光电学和电磁学领域带来革命性的变化。相关研究报告发表在近日出版的《自然·通讯》杂志上。

由于边缘状态和量子局限，石墨烯纳米结构（GN）的形状和大小将决定它们的电学、光学、磁性和化学特性。目前自上而下的GN合成方式有平板印刷术、超声化学法、富勒烯开笼和碳纳米管释放等。但这些方法都具有生产率低、形状尺寸不可控、边缘不光滑、无法轻易转移至其他基底或溶解于其他溶剂等问题。

该校化学工程系的维卡斯·贝里教授等科研人员利用钻石刀刃对石墨进行纳米切割，使其变成石墨纳米块，这是形成石墨烯量子点的前提。这些纳米块随后将呈片状脱落形成超小的碳原子片，生成的ID/IG比值介于0.22和0.28之间，粗糙度低于1纳米的石墨烯结构。科研团队通过高分辨率的透射电子显微镜和模拟证明，生成的GN边缘笔直、光滑，而通过控制GN的形状（正方形、长方形、三角形和带状）和尺寸（不超过100纳米），研究人员能够大范围控制石墨烯的特性，使其应用于太阳能电池、电子设备、光学染料、生物标记和复合微粒系统等方面。

贝里表示，新型石墨烯量子点材料在纳米技术领域具有巨大的发展潜力，他们期望能通过此次研究进一步促进石墨烯量子点的发展。