石墨烯纳米带

石墨烯纳米带（GNR）是宽度小于50 nm 的石墨烯带。Mitsutaka Fujita和合著者介绍了石墨烯带作为理论模型，以研究石墨烯的边缘和纳米级尺寸效应。

可以通过石墨纳米切片机来生产大量的宽度受控的GNR，在石墨上用锋利的金刚石刀可产生石墨纳米块，然后将其剥落即可生产GNR。也可以通过“解压缩”或轴向切割纳米管来生产GNR 。在一种这样的方法中，通过高锰酸钾和硫酸的作用将多壁碳纳米管解开在溶液中。在另一种方法中，通过对部分嵌入聚合物膜中的纳米管进行等离子蚀刻来生产GNR 。最近，石墨烯纳米带被种植到碳化硅（SiC）基板使用离子注入，然后进行真空或激光退火。后一种技术允许将任何图案以5 nm的精度写入SiC衬底。

GNR在蚀刻到碳化硅晶片的三维结构的边缘上生长。当将晶片加热到大约1,000°C（1,270 K; 1,830°F）时，优先沿着边缘驱除硅，形成纳米带，其结构由三维表面的图案决定。色带具有完美光滑的边缘，并通过制造过程进行了退火。电子迁移率测量值超过一百万，对应的薄层电阻为每平方一欧姆-比二维石墨烯低两个数量级。

在锗晶片上生长的比10纳米窄的纳米带像半导体一样起作用，表现出带隙。在反应室内，通过化学气相沉积，甲烷用于在晶片表面沉积碳氢化合物，碳氢化合物在碳氢化合物彼此之间反应生成长且边缘光滑的碳带。色带用于制造原型晶体管。^[石墨烯晶体以非常慢的生长速度自然地在特定的锗晶体小面上长成纳米带。通过控制生长速率和生长时间，研究人员实现了对纳米带宽度的控制。

最近，来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所SIMIT的研究人员报告了一种将宽度可控且边缘光滑的石墨烯纳米带直接生长在介电六方氮化硼（h-BN）衬底上的策略。^[16]研究小组使用镍纳米粒子将单层深，纳米级的沟槽蚀刻到h-BN中，然后使用化学气相沉积法将其填充石墨烯。修改蚀刻参数允许将沟槽的宽度调整为小于10 nm，并且所得的10 nm以下的条带显示的带隙接近0.5 eV。将这些纳米带集成到场效应晶体管器件中，发现开/关比大于10 ⁴在室温下，以及〜750 cm ² V ^-1 s ^-1的高载流子迁移率。

研究了一种自下而上的方法。在2017年，干接触转移用于在真空下将涂有原子精确石墨烯纳米带粉末的玻璃纤维施加器压在氢钝化的Si（100）表面上。115个GNR中有80个明显模糊了基板晶格，平均视在高度为0.30 nm。GNR未对准Si晶格，表明耦合较弱。21个GNR的平均带隙为2.85 eV，标准偏差为0.13 eV。

该方法无意间重叠了一些纳米带，从而可以研究多层GNR。可以通过使用扫描隧道显微镜有意形成这种重叠。氢钝化没有留下带隙。Si表面和GNR之间的共价键导致金属行为。Si表面原子向外移动，并且GNR从平坦变为扭曲，同时一些C原子向Si表面移动。

石墨烯纳米带可以通过扫描隧道显微镜，拉曼光谱和红外光谱进行分析。但是，即使使用反射吸收光谱法，也难以使用红外光谱法对基材上的石墨烯纳米带进行分析。因此，红外光谱分析需要大量的石墨烯纳米带。

已经研究了石墨烯纳米带及其被氧化的对应物氧化石墨烯纳米带作为纳米填料，以改善聚合物纳米复合材料的机械性能。观察到在负载石墨烯纳米带时，环氧复合材料的机械性能有所提高。通过负载为骨组织工程应用制造的氧化石墨烯纳米带，可以实现低重量百分比的聚（富马酸丙二醇酯）可生物降解聚合物纳米复合材料的机械性能的提高。

已经为生物成像应用开发了混合成像方式，例如光声（PA）层析成像（PAT）和热声（TA）层析成像（TAT）。PAT / TAT结合了纯超声和纯光学成像/ 射频（RF）的优点，提供了良好的空间分辨率，较大的穿透深度和较高的软组织对比度。已经报道了通过使单壁和多壁碳纳米管解压缩而合成的GNR 作为用于光声和热声成像和断层成像的造影剂。