Новости химической науки > Электронные свойства графена будут улучшены через синтез

Исследователи из Университета Пекина предлагают новый способ синтеза графена – его сборку из тщательным образом модифицированных сегментов супербензола (superbenzene).

Ожидается, что такой подход к синтезу популярной в последнее время двумерной аллотропной модификации углерода позволит ликвидировать одну из проблем, которая в настоящий момент является препятствием для практического применения листочков углерода атомной толщины для изготовления электронных устройств – есть надежда, что полученный таким образом графен будет характеризоваться такой величиной запрещенной области, которая превратит его в настоящий полупроводник.

Восходящий синтетический подход к получению графена, легированного нитридом бора, может облегчить точный контроль структуры материала и, таким образом, его свойств. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10105g)

По сути графен можно рассматривать как полуметалл, в котором отсутствует запрещённая энергетическая зона. Введение в структуру графена нитрида бора может придать «углеродному полуметаллу» электронные свойства, необходимые для его применения в электронных схемах, составленных из компонентов толщиной в один или несколько атомов. Однако контролируемое введение этих легирующих фрагментов из нитрида бора в точные положения структуры графена зачастую представляет собой сложную задачу.

Цзянь Пей (Jian Pei) с коллегами предположил, что вместо того, чтобы получать листы графена, а затем проводить их контролируемое лигатирование нитридом бора, необходимо осуществить контроль структуры на ранних стадиях синтеза графена, используя восходящий метод его получения – сборку из фрагментов, полученных из коронена – наименьшей по размеру графеноподобной молекулы, обладающей зигзагообразной периферией. Коронен также известен как «супербензол»; производное коронена, применявшееся в работе Пея, содержало три фрагмента бор-азот.

Маршрут синтеза легированного нитридом бора гетерокоронена. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10105g)

На настоящий момент исследователям удалось синтезировать только гетерокоронен, они еще не провели его сборку в большие по размеру структуры. Тем не менее, они предполагают, что поскольку такие гипотетические продукты сборки гетерокоронена должны обладать C3-симметрией и увеличенным значением энергии запрещенной зоны, они могут являться многообещающими кандидатами для создания на их основе двумерных систем с настраиваемыми электронными свойствами.

Источник: Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10105g

метки статьи: #нанотехнологии, #органический синтез, #супрамолекулярная химия, #химия твердого тела, #электрохимия