理论物理学家莱斯大学生活在研究石墨烯惊人特性的边缘。在一项新的研究中，他们找出了研究人员如何断裂石墨烯纳米带以获得应用所需的边缘。

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莱斯大学物理学家Boris Yakobson和他的同事们的新研究表明，通过控制纳米带被拉开的条件来控制石墨烯纳米带的边缘特性应该是可能的。

原子沿着石墨烯(碳的原子厚度形式)边缘排列的方式决定了它是金属的还是半导体的。电流不受阻碍地通过金属石墨烯，但半导体允许对这些电子进行一定程度的控制。

由于现代电子技术都是关于控制的，半导体石墨烯(以及一般的半导体二维材料)是科学家和工业界致力于缩小电子应用的极大兴趣。

这项研究发表在本月的《皇家化学学会》杂志上纳米级在美国，莱斯大学的研究小组使用复杂的计算机建模技术，证明了撕裂纳米带并获得具有原始之字形边缘或所谓的重建之字形边缘的石墨烯是可能的。

完美的石墨烯看起来像铁丝网，每个六个原子组成一个六边形。原始之字形的边缘看起来是这样的:/\/\/\/\/\/\/\/\。将六边形旋转30度，边缘变成“扶手椅”，平顶和平底由对角线连接在一起。已知边缘的电子性质从金属到半导体不等，这取决于条带的宽度。

“重构”指的是石墨烯中的原子被诱导移动，形成由5个原子和7个原子组成的连接环的过程。Rice计算确定重建之字形是最稳定的，是制造商想要的质量。

这一切都很好，但人们仍然必须知道如何制造它们。

“通过机械断裂制造基于石墨烯的纳米器件听起来很有吸引力，但在我们知道如何获得正确类型的边缘之前，这是没有意义的——现在我们知道了，”莱斯大学研究生、该论文的主要作者张子昂说。

Yakobson, Zhang和Rice博士后研究员Alex Kutana使用密度泛函理论，一种计算方法来分析模型系统中每个原子的能量输入，以了解热力学和机械力如何实现目标。

他们的研究表明，将石墨烯加热到1000开尔文，并沿着一个轴施加低但稳定的力，将以一种完全重建的5-7个环将形成并定义新的边缘的方式使其开裂。相反，用低热量和高力压裂石墨烯更有可能导致原始之字形。

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