石墨烯虽具有优异电输运性质，但由于没有能隙而无法用于构建晶体管器件。理论上，准一维的石墨烯纳米带因量子限域效应而打开能隙，且能隙大小可通过纳米带宽度和边缘结构来调控，是构建高性能光电子器件与芯片的理想材料。尽管目前已经发展了多种制备石墨烯纳米带的方法，但是可用于半导体器件的高质量石墨烯纳米带的制备问题一直没有解决。在本报告中，我将介绍一种在绝缘基底上直接生长高质量石墨烯纳米带的全新技术方法。基于该方法，我们实现了石墨烯纳米带在氮化硼层间的嵌入式生长，形成“原位封装”的石墨烯纳米带结构。所制备的石墨烯纳米带宽度小于5 nm，长度可达250 μm，边缘结构整齐，手性一致。基于该“原位封装”纳米带的场效应晶体管具有优异的性能：载流子迁移率达4,600 cm2V–1s–1，开关比可达106。这些出色的性能表明六方氮化硼“原位封装”的石墨烯纳米带有望应用于未来高性能碳基纳米光电子器件与芯片。
参考文献：
(1) Nature, 628, 758 (2024)
(2) Nano Letters, 24, 1, 156 (2024)
(3) Scientific Reports, 13 (1), 4328 (2023)
(4) Advanced Materials, 34, 28, 2200956 (2022)
