德国、美国及波兰、卢森堡的研究人员发现了一种在金属氧化物表面形成纳米石墨烯的方法。

基于碳的纳米结构是用于纳米电子学的有前途的材料。然而，它们通常需要在非金属表面上形成，迄今为止，这一直是材料学的一个挑战。来自德国埃尔兰根 - 纽伦堡大学(Friedrich-Alexander-Universit tErlangen-Nürnberg(FAU))和美国橡树岭国家实验室及波兰、卢森堡的研究人员发现了一种在金属氧化物表面形成纳米石墨烯的方法。他们的研究发表在近期的《科学》杂志上。

石墨烯通常被描述为奇迹材料，二维、柔韧、抗撕裂、重量轻、用途广泛。此外，这种碳基纳米结构具有独特的电性能，使其对纳米电子应用具有吸引力。根据其尺寸和形状，纳米石墨烯可以是导电的或半导电的，这是在纳米晶体管中使用必不可少的特性。由于其良好的导电性和导热性，它还可以替代未来纳米处理器中的铜(导电)和硅(半导电)。

为了制造电子电路，纳米石墨烯分子必须合成并直接组装在绝缘或半导电表面上。虽然金属氧化物是用于此目的的最佳材料，但与金属表面相比，纳米技术在金属氧化物表面上的直接合成是不可能的，因为它们具有相当低的化学反应性。研究人员必须在高温下进行该过程，这将导致几种无法控制的二次反应。由Konstantin Amsharov博士领导的一个科学家小组现在开发了一种在非金属表面即绝缘表面或半导体合成纳米技术的方法。

研究人员的方法涉及使用碳氟键，这是最强的碳键。它用于触发多级过程。所需的纳米石墨烯通过氧化钛表面上的环化脱氢氟化形成多米诺骨牌。因此，所有“缺失的”碳 - 碳键彼此形成在类似于拉链被封闭的表层中。这使研究人员能够在氧化钛(一种半导体)上制造纳米石墨烯。该方法还允许它们通过改变初步分子的排列来定义纳米石墨烯的形状。新的碳 - 碳键和最终的纳米技术形成了研究人员放置氟原子的地方。这些研究结果首次表明，碳基纳米结构如何通过直接合成在相关的半导体或绝缘表面的制造技术。“这项突破性的创新提供了有效和简单的电子纳米电路，可以真正发挥作用，可以将现有的微电子技术缩小到纳米尺度，” 这项工作的共同研究人员Amsharov博士解释说。