Unzipping Carbon Nanotubes to Sub-5-nm Graphene Nanoribbons on Cu(111) by Surface Catalysis.
annealing
carbon nanotubes
graphene nanoribbons
scanning tunneling microscopy
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
21 Dec 2023
21 Dec 2023
Historique:
revised:
23
11
2023
received:
22
09
2023
medline:
21
12
2023
pubmed:
21
12
2023
entrez:
21
12
2023
Statut:
aheadofprint
Résumé
Graphene nanoribbons (GNRs) are promising in nanoelectronics for their quasi-1D structures with tunable bandgaps. The methods for controllable fabrication of high-quality GNRs are still limited. Here a way to generate sub-5-nm GNRs by annealing single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) on Cu(111) is demonstrated. The structural evolution process is characterized by low-temperature scanning tunneling microscopy. Substrate-dependent measurements on Au(111) and Ru(0001) reveal that the intermediate strong SWCNT-surface interaction plays a pivotal role in the formation of GNRs.
Identifiants
pubmed: 38126626
doi: 10.1002/smll.202308430
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2308430Subventions
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 22225202
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 22132007
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 21991132
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 21972002
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 22172002
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 21972067
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 92356309
Organisme : Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China
ID : 2022YFB4401602
Informations de copyright
© 2023 Wiley-VCH GmbH.
Références
A. Narita, X. Feng, Y. Hernandez, S. A. Jensen, M. Bonn, H. Yang, I. A. Verzhbitskiy, C. Casiraghi, M. R. Hansen, A. H. R. Koch, G. Fytas, O. Ivasenko, B. Li, K. S. Mali, T. Balandina, S. Mahesh, S. De Feyter, K. Müllen, Nat. Chem. 2014, 6, 126.
W. Yang, A. Lucotti, M. Tommasini, W. A. Chalifoux, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9137.
R. M. Jacobberger, B. Kiraly, M. Fortin-Deschenes, P. L. Levesque, K. M. Mcelhinny, G. J. Brady, R. Rojas Delgado, S. Singha Roy, A. Mannix, M. G. Lagally, P. G. Evans, P. Desjardins, R. Martel, M. C. Hersam, N. P. Guisinger, M. S. Arnold, Nat. Commun. 2015, 6, 8006.
Z. Chen, W. Zhang, C.-A. Palma, A. Lodi Rizzini, B. Liu, A. Abbas, N. Richter, L. Martini, X.-Y. Wang, N. Cavani, H. Lu, N. Mishra, C. Coletti, R. Berger, F. Klappenberger, M. Kläui, A. Candini, M. Affronte, C. Zhou, V. De Renzi, U. Del Pennino, J. V. Barth, H. J. Räder, A. Narita, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15488.
L. Chen, L. He, H. S. Wang, H. Wang, S. Tang, C. Cong, H. Xie, L. Li, H. Xia, T. Li, T. Wu, D. Zhang, L. Deng, T. Yu, X. Xie, M. Jiang, Nat. Commun. 2017, 8, 14703.
A. J. Way, R. M. Jacobberger, N. P. Guisinger, V. Saraswat, X. Zheng, A. Suresh, J. H. Dwyer, P. Gopalan, M. S. Arnold, Nat. Commun. 2022, 13, 2992.
J. Cai, P. Ruffieux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A. P. Seitsonen, M. Saleh, X. Feng, K. Müllen, R. Fasel, Nature 2010, 466, 470.
G. Z. Magda, X. Jin, I. Hagymási, P. Vancsó, Z. Osváth, P. Nemes-Incze, C. Hwang, L. P. Biró, L. Tapasztó, Nature 2014, 514, 608.
A. Basagni, F. Sedona, C. A. Pignedoli, M. Cattelan, L. Nicolas, M. Casarin, M. Sambi, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1802.
R. R. Cloke, T. Marangoni, G. D. Nguyen, T. Joshi, D. J. Rizzo, C. Bronner, T. Cao, S. G. Louie, M. F. Crommie, F. R. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8872.
J. Liu, B.-W. Li, Y.-Z. Tan, A. Giannakopoulos, C. Sanchez-Sanchez, D. Beljonne, P. Ruffieux, R. Fasel, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6097.
H. Zhang, H. Lin, K. Sun, L. Chen, Y. Zagranyarski, N. Aghdassi, S. Duhm, Q. Li, D. Zhong, Y. Li, K. Müllen, H. Fuchs, L. Chi, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4022.
P. Ruffieux, S. Wang, B. Yang, C. Sánchez-Sánchez, J. Liu, T. Dienel, L. Talirz, P. Shinde, C. A. Pignedoli, D. Passerone, T. Dumslaff, X. Feng, K. Müllen, R. Fasel, Nature 2016, 531, 489.
M. Ammon, T. Sander, S. Maier, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12976.
G. D. Nguyen, H.-Z. Tsai, A. A. Omrani, T. Marangoni, M. Wu, D. J. Rizzo, G. F. Rodgers, R. R. Cloke, R. A. Durr, Y. Sakai, F. Liou, A. S. Aikawa, J. R. Chelikowsky, S. G. Louie, F. R. Fischer, M. F. Crommie, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 1077.
H. Sakaguchi, S. Song, T. Kojima, T. Nakae, Nat. Chem. 2017, 9, 57.
O. Gröning, S. Wang, X. Yao, C. A. Pignedoli, G. Borin Barin, C. Daniels, A. Cupo, V. Meunier, X. Feng, A. Narita, K. Müllen, P. Ruffieux, R. Fasel, Nature 2018, 560, 209.
D. J. Rizzo, G. Veber, T. Cao, C. Bronner, T. Chen, F. Zhao, H. Rodriguez, S. G. Louie, M. F. Crommie, F. R. Fischer, Nature 2018, 560, 204.
Q. Sun, R. Zhang, J. Qiu, R. Liu, W. Xu, Adv. Mater. 2018, 30, 1705630.
X.-Y. Wang, J. I. Urgel, G. B. Barin, K. Eimre, M. Di Giovannantonio, A. Milani, M. Tommasini, C. A. Pignedoli, P. Ruffieux, X. Feng, R. Fasel, K. Müllen, A. Narita, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9104.
Y. Fu, H. Yang, Y. Gao, L. Huang, R. Berger, J. Liu, H. Lu, Z. Cheng, S. Du, H.-J. Gao, X. Feng, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2020, 59, 8873.
M. Kolmer, A.-K. Steiner, I. Izydorczyk, W. Ko, M. Engelund, M. Szymonski, A.-P. Li, K. Amsharov, Science 2020, 369, 571.
R. Pawlak, X. Liu, S. Ninova, P. D'astolfo, C. Drechsel, S. Sangtarash, R. Häner, S. Decurtins, H. Sadeghi, C. J. Lambert, U. Aschauer, S.-X. Liu, E. Meyer, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12568.
D. J. Rizzo, G. Veber, J. Jiang, R. Mccurdy, T. Cao, C. Bronner, T. Chen, S. G. Louie, F. R. Fischer, M. F. Crommie, Science 2020, 369, 1597.
R. E. Blackwell, F. Zhao, E. Brooks, J. Zhu, I. Piskun, S. Wang, A. Delgado, Y.-L. Lee, S. G. Louie, F. R. Fischer, Nature 2021, 600, 647.
R. D. Mccurdy, P. H. Jacobse, I. Piskun, G. C. Veber, D. J. Rizzo, R. Zuzak, Z. Mutlu, J. Bokor, M. F. Crommie, F. R. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 4174.
E. C. H. o. Wen, P. H. Jacobse, J. Jiang, Z. Wang, R. D. Mccurdy, S. G. Louie, M. F. Crommie, F. R. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 13696.
R. Yin, J. Wang, Z.-L. Qiu, J. Meng, H. Xu, Z. Wang, Y. Liang, X.-J. Zhao, C. Ma, Y.-Z. Tan, Q. Li, B. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 14798.
T. H. Vo, M. Shekhirev, D. A. Kunkel, M. D. Morton, E. Berglund, L. Kong, P. M. Wilson, P. A. Dowben, A. Enders, A. Sinitskii, Nat. Commun. 2014, 5, 3189.
M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, P. Kim, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 206805.
X. Li, X. Wang, L. Zhang, S. Lee, H. Dai, Science 2008, 319, 1229.
L. Ma, J. Wang, J. Yip, F. Ding, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1192.
D. V. Kosynkin, A. L. Higginbotham, A. Sinitskii, J. R. Lomeda, A. Dimiev, B. K. Price, J. M. Tour, Nature 2009, 458, 872.
D. B. Shinde, J. Debgupta, A. Kushwaha, M. Aslam, V. K. Pillai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4168.
L. Jiao, L. Zhang, X. Wang, G. Diankov, H. Dai, Nature 2009, 458, 877.
K. Kim, A. Sussman, A. Zettl, ACS Nano 2010, 4, 1362.
L. Jiao, X. Wang, G. Diankov, H. Wang, H. Dai, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 321.
A. L. Elías, A. R. Botello-Méndez, D. Meneses-Rodríguez, V. Jehová González, D. Ramírez-González, L. Ci, E. Muñoz-Sandoval, P. M. Ajayan, H. Terrones, M. Terrones, Nano Lett. 2010, 10, 366.
D. V. Kosynkin, W. Lu, A. Sinitskii, G. Pera, Z. Sun, J. M. Tour, ACS Nano 2011, 5, 968.
R. Lv, T. Cui, M.-S. Jun, Q. Zhang, A. Cao, D. S. Su, Z. Zhang, S.-H. Yoon, J. Miyawaki, I. Mochida, F. Kang, Adv Funct. Mater. 2011, 21, 999.
U. K. Parashar, S. Bhandari, R. K. Srivastava, D. Jariwala, A. Srivastava, Nanoscale 2011, 3, 3876.
J. Wang, L. Ma, Q. Yuan, L. Zhu, F. Ding, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8041.
F. Yu, H. Zhou, Z. Zhang, D. Tang, M. Chen, H. Yang, G. Wang, H. Yang, C. Gu, L. Sun, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 101904.
H. Kohno, T. Komine, T. Hasegawa, H. Niioka, S. Ichikawa, Nanoscale 2013, 5, 570.
F. Yu, H. Zhou, Z. Zhang, G. Wang, H. Yang, M. Chen, L. Tao, D. Tang, J. He, L. Sun, Small 2013, 9, 2405.
C. Chen, Y. Lin, W. Zhou, M. Gong, Z. He, F. Shi, X. Li, J. Z. Wu, K. T. Lam, J. N. Wang, F. Yang, Q. Zeng, J. Guo, W. Gao, J.-M. Zuo, J. Liu, G. Hong, A. L. Antaris, M.-C. Lin, W. L. Mao, H. Dai, Nat. Electron. 2021, 4, 653.
B. Lyu, J. Chen, S. Lou, C. Li, L. Qiu, W. Ouyang, J. Xie, I. Mitchell, T. Wu, A. Deng, C. Hu, X. Zhou, P. Shen, S. Ma, Z. Wu, K. Watanabe, T. Taniguchi, X. Wang, Q. Liang, J. Jia, M. Urbakh, O. Hod, F. Ding, S. Wang, Z. Shi, Adv. Mater. 2022, 34, 2200956.
P. M. Albrecht, J. W. Lyding, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5029.
S. Clair, C. Rabot, Y. Kim, M. Kawai, J. Vac. Sci. Technol. B 2007, 25, 1143.
L. C. Venema, V. Meunier, P. h. Lambin, C. Dekker, Phys. Rev. B 2000, 61, 2991.
A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 109.
W.-T. Pong, C. Durkan, J. Phys. D: Appl. Phys. 2005, 38, R329.
D. Y. Usachov, A. V. Fedorov, O. Y. Vilkov, A. E. Petukhov, A. G. Rybkin, A. Ernst, M. M. Otrokov, E. V. Chulkov, I. I. Ogorodnikov, M. V. Kuznetsov, L. V. Yashina, E. Y. Kataev, A. V. Erofeevskaya, V. Y. Voroshnin, V. K. Adamchuk, C. Laubschat, D. V. Vyalikh, Nano Lett. 2016, 16, 4535.
L. Gao, J. R. Guest, N. P. Guisinger, Nano Lett. 2010, 10, 3512.
J. Lu, P. S. E. Yeo, C. K. Gan, P. Wu, K. P. Loh, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 247.
A. L. Vázquez De Parga, F. Calleja, B. Borca, M. C. G. Passeggi, J. J. Hinarejos, F. Guinea, R. Miranda, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 056807.
Y. Pan, H. Zhang, D. Shi, J. Sun, S. Du, F. Liu, H.-J. Gao, Adv. Mater. 2009, 21, 2777.