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通讯作者: 蔡金明 ;卢建臣;高蕾; 陈龙

通讯单位:昆明理工大学;吉林大学

掺杂杂原子的 石墨烯 纳米 带(GNRs)是微调GNRs电子结构的主要策略,可用于未来的器件应用。

基于此,昆明理工大学蔡金明教授、卢建臣课题组,高蕾教授和吉林大学陈龙教授以3,3′-(3,6-二碘-1,2-苯基)二吡啶(DIPDP)单体为前驱体,在Au(111)表面成功合成了N=9 N掺杂AGNRs (N-9-AGNRs)。

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图1. 含有三个不同共价键的N-9-AGNRs合成过程示意图和STM。

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图2. N-9-AGNRs的BR-STM和NC-AFM。

相关工作以“On-Surface Synthesis of Nitrogen-Doped Graphene Nanoribbon with Multiple Substitutional Sites”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

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图3. N-9-AGNRs的电子结构。

要点1.由于DIPDP的灵活性,它有三种吸附构象,导致在随后的环脱氢反应中形成了三种不同的共价键(C-C、C-N、N-N)。将这三个GNR分别命名为N-9-AGNR (C-C)、N-9-AGNR (C-N)和N-9-AGNR (N-N)。

要点2.扫描隧道光谱分析和能带结构计算表明,N-9-AGNR (C-C)的能带隙将比原始的9-AGNR (C-C)增大,N-9-AGNR (C-C)孤立位点的C-N键和N-N键将在费米能级附近引入新的缺陷态。

要点3.DFT计算表明,N-9-AGNR (C-C)的电子结构为半导体性质,而N-9-AGNR (C-N)和N-9-AGNR (N-N)为金属性质。

该研究结果为创造更复杂的带隙可调的分子异质结构提供了一条有希望的途径,这可能对未来的分子电子学和存储器件的应用有帮助。

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图4.N-9-AGNRs的电子结构和电荷分布。

链接:

https://doi.org/10.1002/anie.202204736

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