新方法可生產形狀尺寸可控的石墨烯量子點

美國堪薩斯州立大學的研究人員開發出一種新方法，可生產出大量形狀和尺寸可控的石墨烯量子點，這或將為電子學、光電學和電磁學領域帶來革命性的變化。相關研究報告發表在近日出版的《自然·通訊》雜志上。
    由于邊緣狀態和量子局限，石墨烯納米結構（GN）的形狀和大小將決定它們的電學、光學、磁性和化學特性。目前自上而下的GN合成方式有平板印刷術、超聲化學法、富勒烯開籠和碳納米管釋放等。但這些方法都具有生產率低、形狀尺寸不可控、邊緣不光滑、無法輕易轉移至其他基底或溶解于其他溶劑等問題。
    該校化學工程系的維卡斯·貝里教授等科研人員利用鉆石刀刃對石墨進行納米切割，使其變成石墨納米塊，這是形成石墨烯量子點的前提。這些納米塊隨后將呈片狀脫落形成超小的碳原子片，生成的ID/IG比值介于0.22和0.28之間，粗糙度低于1納米的石墨烯結構。科研團隊通過高分辨率的透射電子顯微鏡和模擬證明，生成的GN邊緣筆直、光滑，而通過控制GN的形狀（正方形、長方形、三角形和帶狀）和尺寸（不超過100納米），研究人員能夠大范圍控制石墨烯的特性，使其應用于太陽能電池、電子設備、光學染料、生物標記和復合微粒系統等方面。
    貝里表示，新型石墨烯量子點材料在納米技術領域具有巨大的發展潛力，他們期望能通過此次研究進一步促進石墨烯量子點的發展。