噔噔噔！上一年，特设观察员开始和大家一起走进石墨烯小世界，齐齐揭开了石墨烯的神秘面纱，主要从石墨烯的口罩、超级电容器、我院石墨烯国检中心检测能力等相关方面，而今天主要从石墨烯基础材料来介绍，如果想回顾石墨烯量子点以及石墨烯气凝胶可以点击回顾。

纳尼？石墨烯纳米带？又石墨烯又纳米？究竟什么回事？

别急别急，特设观察员慢慢跟你来解释。

石墨烯具有常温下高于纳米碳管或硅晶体的电子迁移率、低于铜或银的电阻率等物理特性，因此成为了制备功耗更小、速率更高的新一代纳米电子元件的重要基础性材料。然而，石墨烯是零禁带的半导体，要应用到半导体器件中，必须实现禁带宽度的扩展，其中一个方法是制备石墨烯纳米带。

石墨烯纳米带是一种特殊的石墨烯，性能上有部分区别于石墨烯的优势，作为纳米材料应用于电子器件（包括半导体传感器、芯片等非常火的行业），也是相对有前景的一类材料。

图1石墨烯纳米带

石墨烯纳米带大概宽度小于50nm，是一种准一维碳纳米材料。石墨烯纳米带的两个边缘结构破坏或影响了石墨烯中的大π键，改变了理想石墨烯的均匀电子结构，在实际应用中石墨烯纳米带具有强烈的边缘效应和复杂的电学性质。石墨烯纳米带因其边缘的不同分为典型的锯齿型石墨烯纳米带和扶手椅型石墨烯纳米带。不同边缘构型的纳米带具有不同的电子结构及性质，锯齿型石墨烯纳米带在费米面附近存在局域化边界态，表现为金属性；而扶手椅型石墨烯纳米带的性质随宽度变化发生周期性改变。

图2(a)锯齿型石墨烯纳米带，(b)扶手椅型石墨烯纳米带

石墨烯纳米带的制备方法主要可以分为两大类：自上而下法和自下而上法。自上而下法一般指物理方法，比如：通过剪裁、刻蚀等将石墨烯或者碳纳米管制成石墨烯纳米带，是一种从大尺寸到纳米带的方法。相反，自下而上法一般则是利用含碳分子相互作用形成石墨烯纳米带，一般是从小尺寸分子到石墨烯纳米带的方法，比如化学气相沉积、有机分子可控自组装等。

图3石墨烯纳米带构造的DNA传感器

石墨稀纳米带的电子结构及输运性质依赖于带的宽度以及边缘的几何结构，因此通常需要通过引用缺陷、掺杂、形变、外加磁场或电场、吸附等方法调节带隙带宽和边缘结构，从而改变石墨稀纳米带的性质，开发其在纳米电子器件中的应用。石墨烯纳米带的电子特性，使其在传感器元件、场效应晶体管以及高速电开关等领域有着广泛的应用前景；石墨烯纳米带的磁学性质，使其有望实现在磁传感器、磁电子器件以及自旋量子器件方面的应用；此外，石墨烯纳米带还具有很多其他性质，如超大的比表面积、高的杨氏模量和拉伸强度、良好的导热性等，使其在纳米机械器、光电子器件等方面都有潜在应用价值。

我院国家石墨烯产品质量监督检验中心（广东）配备了原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）、激光显微共聚焦拉曼光谱仪等高端设备，为石墨烯纳米带的质量评价、标准研制、技术研发提供服务，助力石墨烯纳米带应用落地。

今天学到了么？