具有锯齿形边缘结构的石墨烯纳米带(Z-GNR)由于其独特的金属性边缘态,已成为石墨烯研究领域内的一种重要结构。大量理论预言表明,锯齿形边缘结构由于边界碳原子2p轨道上存在的非成键电子,导致了局域的自旋极化边缘电子态,并且边缘上电子自旋呈铁磁性排列,因此在自旋阀、自旋存储器件中将有着潜在的应用前景。因为以前缺少在原子尺度上精确控制石墨烯纳米带的边缘结构的方法,实验上探测锯齿形边缘结构的电声子特性一直是石墨烯研究领域一个具有挑战性的课题。

  中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)张广宇研究组在前期的研究工作中,利用气相反应离子刻蚀技术,首次实现了可控的石墨烯面内各向异性刻蚀技术【Advanced Materials 22, 4014, (2010)】;并结合人工缺陷工程,首次实现了对石墨烯纳米结构的精确加工和剪裁【Advanced Materials 23,3061 (2011)】,制备出了尺寸可控(最小线宽达5纳米以下)、边缘可控(具有原子级平整的锯齿形边缘结构)的石墨烯纳米结构。