在硅基底上具有确定性手性边缘的人工石墨烯纳米带的边缘导电性

《ACS Applied Nano Materials》：Edge Conductance of Artificial Graphene Nanoribbons with Deterministic Chiral Edges on Si Substrates

人工石墨烯（AG）在硅衬底上制备成功，具有60纳米小晶格和预定手性边界。研究表明AG边缘电流主导整体传输，揭示电场/磁场敏感的边缘-体耦合机制，源于边缘载流子富集及自旋极化效应。该发现为研究一维铁磁量子自旋链和新型自旋电子器件提供新平台。

　　

基于半导体的仿生石墨烯（AG）为研究类石墨烯狄拉克费米子的性质以及开发创新性器件应用提供了多功能平台，这得益于对载流子结构和相互作用的有效控制。本文在硅衬底上制备了晶格常数为60纳米、具有预定手性边缘的AG带状结构。通过对不同偏压和磁场下电流随时间变化的行为进行系统研究，发现AG带的边缘导电性显著增强，其导电性能可主导整个AG带的电流分布。此外，还揭示了边缘区域与体相区域之间的电场依赖性和磁场敏感性耦合现象。这些现象归因于载流子在手性边缘处的聚集、载流子在体相与边缘区域之间的重新分配以及边缘自旋极化效应。我们的研究结果揭示了这种独特的一维（1D）边缘输运特性，这种特性可能普遍存在于具有手性边缘的AG和石墨烯纳米带（GNRs）中。同时，研究表明AG带有望成为探索一维铁磁量子自旋链基本性质及开发新型自旋电子器件的理想候选材料。