由韩国蔚山国家科学技术研究所领导的一项新研究揭示了一种能够制造高度有序的石墨烯量子点阵列的技术。

韩国研究人员制作了有序的石墨烯量子点阵图像

各种尺寸的石墨烯量子点在稳定的有序阵列中

研究小组展示了一种合成GQD的新方法，嵌入六方氮化硼（hBN）基质中。因此，他们展示了同时使用面内和范德华异质结构来构建垂直单电子隧道晶体管。

石墨烯量子点（GQDs）由于其独特的荧光发射特性而受到很多研究关注。从下一代显示器到医学成像，它们已被研究为许多应用的有前景的技术。它们还适用于下一代量子信息通信技术的材料，能够以低电量处理信息。

到目前为止，GQDs是通过一种简单的化学剥离方法制备的，该方法可以从块状石墨中剥离石墨烯片;然而，这些方法通常不能成功地产生所需大小的GQD。这不仅会引起GQD边缘的杂质，还会显着阻碍电子的流动，阻碍GQD展示其独特光学和电学特性的能力。

研究小组成功地展示了一种去除GQD边缘杂质和根据需要调整GQD大小的新方法。在由铂（Pt）纳米颗粒（NP）阵列覆盖的二氧化硅基底上实现面内GQD-hBN异质结构的生长。然后，在甲烷气体中加热处理。结果，GQD的大小根据Pt颗粒的大小决定，从而在六方氮化硼基质内产生高度有序的GQD。

“由于石墨烯和h-BN在结构上相似，因此有可能在h-BN基质内生长GQD，”该研究的第一作者，UNIST能源与化学工程学院的Gwangwoo Kim说。 “嵌入在hBN板中的GQD的生长与BN化学键合，从而最大限度地减少了杂质。”利用该技术，该团队制作了高度有序的均匀GQD阵列，并能够将其尺寸从7纳米调整到13纳米。他们还成功实现了垂直单电子隧道晶体管，可最大限度地减少杂质，从而稳定地移动电子。

本研究由首尔国立大学的Byeong-Hyeok Sohn教授和英国曼彻斯特大学的Konstantin Novoselov教授联合进行。它得到了IBS多维碳材料中心（CMCM）的支持，以及全球前沿研究计划下的先进软电子中心通过韩国科学部国家研究基金会的研究资助。