Теоретически давно предсказано, что электронная структура квантовых точек и нанолент из графена существенно зависит от их размеров и от кристаллографической ориентации их краев, однако эти предсказания долго не удавалось подтвердить экспериментально

В статье [1] представлены результаты исследования различных наноструктур из графена (рис. 1), которые показывают, что теоретики правы. Так, например, квантовые точки с размерами 7–8 нм являются металлическими (рис. 2), что связано с наличием в них краевых состояний (аналога поверхностных состояний в объемных образцах).

Рис.1. Квантовые точки из графена с относительной долей краевых участков типа “зигзаг”, равной 0.65 (a) и 0.44 (b)

В полупроводниковых квантовых точках ширина запрещенной зоны E_g зависит от их минимального поперечного размера L по закону E_g = (1.57 ± 0.21)/L^1.19±0.15 (где E_g измеряется в эВ, а L – нм) – в полном соответствии с теоретической зависимостью E_g = 1.68/L. В нанолентах шириной 2–3 нм и длиной 20–30 нм, на краях которых удельная доля зигзагообразных участков больше, чем “кресельных”, величина E_g меньше, чем в нанолентах такой же ширины, но с “кресельными” краями. Полученные в [1] данные важны для проектирования наноэлектронных устройств на основе графена.

Рис.2. Зависимость ширины запрещенной зоны от минимального поперечного размера квантовой точки из графена с разной структурой краев

• 1. K.A.Ritter, J.W.Lyding, Nature Mater. 8, 235 (2009)