【图文导读】图1.GNR合成示意图a）基底和卤素取代基的选择强烈影响UHV条件下GNR的聚合生长过程b）新型7-13-AGNR的合成策略c）从含溴或碘的单体7到9-AGNR的合成路线，广西导致长度不同的9-AGNRd）将单体6转化为5-AGNR的反应示意图图2.GNR的表征a）手性（3,1）-GNR的nc-AFM图像b）在Au（111）上对DCBA退火后获得的纳米石墨烯结构的nc-AFM图像c）由单体3合成的手性（3,1）-GNR的高分辨率STM图像d）单个7-13-AGNR的高分辨率nc-AFM图像和STM图像，广西长度可达200nme）9-AGNR的高分辨nc-AFM图像f,g）STM图展现了由DBTP(15nm)和DITP(45nm)合成的不同长度的9-AGNRs图3.GNR的合成与表征a,b）从伞状单体8a到全锯齿GNR和从单体8b到改性GNR1的合成路线c）手性（4,1）-GNR的合成路线d）类石墨烯状纳米带的合成策略e）基于并四苯形成纳米带的反应方案f）基于并四苯单体合成GNR纳米带的示意图g）两条聚薁链的横向融合呈富含非六元环的纳米带（包括5-6-7元和4-5-7元环）h）典型5-6-7GNR的AFM图像i）用CO功能化尖端拍摄的ZGNR的nc-AFM图像j）在0.3V的样品偏置下获取的填充边缘状态的差分电导图，以及在4Å的尖端采样距离处基于DFT的局部态密度（DOS），显示了边缘能态的空间分布k）手性（4,1）-GNR的STM图像l）用CO功能化尖端获取类石墨烯纳米带的nc-AFM图，可以清晰看到四元环和八元环图4.GNR的合成与表征a-c）几种不同GNRs的表面合成d）横向拓展的人字形GNRs的nc-AFM图像e）Cu（111）上人字形GNR的STM图像，具有特定方向的定向排列f,g）Au（111）上的苯基修饰的人字形GNR的STM和nc-AFM图像图5.掺杂GNR的合成与表征a-e）合成路线：a）由各种片段组成的S-GNR，b）N，S和O掺杂的GNR，c）S-13-AGNR，d）B-7-AGNR，以及e）BN-GNRf）B-7-AGNR的nc-AFM图像g）对应的拉普拉斯滤波图像，以更好地观察B-7-AGNR中的键h）具有部分覆盖结构模型的S-GNR的高分辨率STM图像i）N，S和O掺杂GNR的nc-AFM图像j）S-13-AGNR的STM图像k）交替的BN-GNR的AFM图像l）BN-GNR的AFM图像图6.GNR的合成与表征a）通过后处理从芴酮GNR制备GNR异质结的示意图b）芴酮/未官能化人字形异质结的键分辨STM图像c）人字形GNR和横向扩展人字形GNR结合的GNR异质结的反应示意图d）定向排列的GNR异质结构的高分辨率STM图像e，f）咔唑（5）/菲啶（6）边缘官能化的GNR异质结构的自下而上制备及其典型的键分辨STM图像g）与三个GNR连接的卟啉结构的恒定电流STM图像图7.拓扑结构GNR的合成与表征a,b）GNR5的表面合成路线和典型nc-AFM图像c）7-AGNR主链扩展GNR6及其与7-AGNR的异质结的表面合成路线d）7-AGNR/GNR6异质结的等高nc-AFM图像e）在+0.15，+0.25和+0.7V时dI/dV分布图f）为（d）中的实验结构计算的VB顶部，E=0eV和CB底部的电荷密度图g）7/9-AGNR异质结的合成路线h）7/9-AGNR异质结的键分辨STM图像，显示异质结界面的精确键结构图8.GNR的合成与表征a）Au（111）上两个7-AGNR之间的交界处的等高nc-AFM图像b）两个石墨烯区域之间的融合晶界的晶格结构c）两个7-AGNR和一个14-AGNR之间交界处的等高nc-AFM图像d）融合N=21B-GNR的等高nc-AFM图像e）通过两个7-AGNR的边缘融合形成14-AGNR量子点的示意图f）7-147-14AGNR量子点的nc-AFM图像g）7-14-21AGNR阶梯异质结构的STM图像h）纳米多孔石墨烯的拓扑图像i）原子模型覆盖的纳米多孔石墨烯的AFM图像j）自下而上的表面合成以及将锯齿形边缘富集的PPDBC融合到zeeGNR1和zeeGNR2中k）zeeGNR1的STM图像图9.通过CVD合成GNRa）通过CVD合成GNR的示意图b）通过溶液处理合成GNR的示意图c）AGNR的结构以及RBLM特征峰d）CVD生长的不同宽度AGNR的拉曼光谱e）GNR生长样品的光学照片f）不同的CVD生长的GNR的UV-vis-NIR吸收光谱g）不同GNR结构的THz光电导率的比较研究h）9-AGNRs的STM图像图10.CVD法在表面合成GNRa）由Z形前驱体制备cove-edge GNR的合成途径b）Au（111）表面上典型cove-edge GNR的STM图像c）将5-AGNR融合成更宽的AGNRd）在不同温度下退火的5-AGNR的拉曼光谱显示不同宽度AGNR的RBLM峰e）在不同温度下退火的AGNRs的UV-vis-NIR吸收光谱f）在不同温度下退火的AGNRs的THz光电导率的比较研究图11.a）通道长度为20nm的Pd源漏电极的SEM图像b,c）具有薄HfO2栅极电介质的9-AGNRFET器件的Id-Vd和Id-Vg特性，对于0.95nm宽的9-AGNR显示较大的开路电流1µA，高Ion/Ioff≈105d）通过STM尖端提起单个7-AGNR的实验示意图e）STM诱导的悬浮GNR的发光光谱图12.GNR在器件上的应用a）LED白光照明对5-AGNR膜的电流-电压曲线和电流变化的影响b）cove-edge GNR的输运特征c）长通道GNR网络FET的示意图d）5-和9-AGNR的归一化曲线e）将人字形GNR膜转移到SiO2/Si衬底上的光学显微镜图像，揭示了膜内部的均匀性f）在不同的Vds下测量的典型人字形GNR薄膜晶体管的传输曲线，显示了开/关电流比1000的单极p型输运行为图13.GNR在器件上的应用a）由GNR通道和多层外延石墨烯电极组成的光电晶体管器件的示意图b）在不同入射功率下单色光（λ=550nm）下器件的光响应性c）器件的时间分辨光电流d）归一化器件的光响应度与入射光波长λ的关系e）短通道器件的示意图，该器件由两个石墨烯电极（由一个或多个AGNR桥接）组成f）（e）中设备的SEM图像和AFM形貌图像g）在相应间隔内测量到的源漏电流ISD的5-AGNR器件数量的直方图h）针对使用UHV和CVD方法生长的9-AGNR器件测量的输出电流分布i）三种AGNR的输出电流平均值和标准偏差【小结】在这个工作中，作者总结了GNRs在表面合成上的最新研究进展。

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发展相关研究成果以Emergentelectromagneticinductioninahelical-spinmagnet为题于2020年10月7日在线发表于Nature上。本文的发现可能为基于与量子力学几何相位有关的新兴电磁学的微型，设计简单形状的电感器铺平道路。