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二维材料的一维纳米带

李璇 ,  黄炯鹏 ,  张一帆 ,  石磊

化学进展 ›› 2023, Vol. 35 ›› Issue (1) :88-104

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化学进展 ›› 2023, Vol. 35 ›› Issue (1) :88-104 DOI: 10.7536/PC220544
综述
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二维材料的一维纳米带

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1D Nanoribbons of 2D Materials

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摘要

自石墨烯被发现以来,二维材料研究成为一个新的研究热点。当二维材料制备成一维纳米带结构后,由于宽度方向上的限域效应和边缘结构的差异,导致其具有区别于二维材料的独特的电学、光学和磁学性质,因此逐步成为科学家关注的焦点。本文主要介绍了石墨烯、石墨炔、联苯烯、氮化硼、黑磷、过渡金属二硫族化合物等二维材料的一维纳米带的结构、制备方法和性能研究。首先讨论了二维材料制备成一维纳米带后的结构与性能的改变;其次,着重阐述了典型的纳米带制备方法,包括“自上而下”和“自下而上”两种策略,如二维片层刻蚀、打开纳米管、化学合成、化学气相沉积、外延生长及碳纳米管限域生长等方法,实现可控制备指定纳米宽度与具有特定边缘结构的纳米带,最终获得不同于其二维材料本体的特殊性能。最后,总结了不同方法制备纳米带的优缺点,提出了需要克服的困难和挑战,并展望了未来的研究方向,希望能引起国内外同行的广泛关注。

Abstract

Since the discovery of graphene, studies on two-dimensional (2D) materials have become a hot research area. 2D materials can be prepared into one-dimensional (1D) nanoribbons by using different methods. The obtained 1D nanoribbons present unique electrical, optical, and magnetic properties, which are different from that of their 2D material counterparts, due to their limited width and specific edge structures. Therefore, more and more researches focus on the 1D nanoribbons of 2D materials recently. In this review, we introduce several typical 1D nanoribbons of 2D materials, such as graphene, graphdiyne, biphenylene, boron nitride, black phosphorus, and transition metal dichalcogenides. We firstly discuss the structures and modified properties when the 2D materials are formed into 1D nanoribbons. Then, typical synthesis methods including “top-down” and “bottom-up” strategies are presented in detail. Especially, several methods are mainly introduced including on-surface synthesis, solution synthesis, confined synthesis, unzipping the nanotubes, and chemical vapor deposition, leading to controllable synthesis of nanoribbons with sub-nanometer in width and/or with designed edge structure, which ultimately result in nanoribbons with tailored properties. Finally, advantages and disadvantages of these synthesis methods are summarized and perspectives on the precision synthesis of certain nanoribbons with specific properties as well as applications are highlighted. We hope that this review is able to attract domestic and international peers’ attention on this new research focus on the 1D nanoribbons of 2D materials.

Contents

1 Introduction

2 Graphene nanoribbons

2.1 Structure and properties of graphene nanoribbons

2.2 Preparation of graphene nanoribbons

3 Graphdiyne nanoribbons

3.1 Structure and properties of graphdiyne nanoribbons

3.2 Preparation of graphdiyne nanoribbons

4 Biphenylene nanoribbons

4.1 Structure and properties of biphenylen nanoribbons

4.2 Preparation of biphenylen nanoribbons

5 Boron nitride nanoribbons

5.1 Structure and properties of boron nitride nanoribbons

5.2 Preparation of boron nitride nanoribbons

6 Phosphorus nanoribbons

6.1 Structure and properties of phosphorus nanoribbons

6.2 Preparation of phosphorus nanoribbons

7 Transition metal dichalcogenides nanoribbons

7.1 MoS2nanoribbon

7.2 MoSe2nanoribbon

7.3 WS2nanoribbon

7.4 WSe2nanoribbon

7.5 WTe2nanoribbon

7.6 ReS2nanoribbon

8 Conclusion and outlook

Graphical abstract

关键词

二维材料 / 纳米带 / 结构 / 制备 / 性能

Key words

two-dimensional materials / nanoribbons / structure / preparation / property

引用本文

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李璇, 黄炯鹏, 张一帆, 石磊. 二维材料的一维纳米带[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 88-104 DOI:10.7536/PC220544
Xuan Li, Jiongpeng Huang, Yifan Zhang, Lei Shi. 1D Nanoribbons of 2D Materials[J]. Progress in Chemistry, 2023, 35(1): 88-104 DOI:10.7536/PC220544

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1 引言

从块体石墨剥离出的石墨烯是科学家实验研究的第一种二维材料,它具有比块体石墨更加优异的性能,因此其发现者Andre Geim和Konstantin Sergeevich Novoselov被授予2010年诺贝尔物理学奖。继石墨烯后,科学家又相继发现了上千种的二维材料[1],创造出一个新的研究领域和研究热点,吸引了物理、化学、材料等方向的研究者对其进行深入的基础与应用研究。

近年来,理论和实验研究表明,将二维材料做成一维纳米带结构后,其电学、光学、磁学等性质将明显区别于二维材料,并且这些性质可通过纳米带的宽度和边缘结构进行有效调控,因此由二维材料制备的一维纳米带近年来成为二维材料领域中的研究焦点。

以石墨烯纳米带为例,如图1所示,按照边缘结构分类,可分为扶手椅型、锯齿型等类型[2]。类似地,其他二维材料制备的纳米带也可分为扶手椅型、锯齿型等类型。宽度方向带来的限域效应和边缘结构带来的类缺陷效应使一维纳米带具有区别于二维材料的性质和应用。目前尚未有文章系统地介绍二维材料的一维纳米带。本文将对多种二维材料的一维纳米带的结构、性质、制备方法进行系统的介绍,并总结了不同制备方法的优缺点,展望了未来可能取得突破的几个重要研究方向与应用前景。

2 石墨烯纳米带

2.1 石墨烯纳米带的结构与性能

石墨烯是一种具有二维蜂窝状晶格结构的碳纳米材料[3]。若在石墨烯的某一方向上限制其尺寸,则形成了带状结构,称为石墨烯纳米带,是除碳纳米管[4,5]和碳链[5,6]以外的另一种一维纳米碳结构。石墨烯纳米带的宽度最小可至1 nm以下;当宽度小于10 nm时才具有明显的尺寸效应,为其带来了独特的性能。例如,与零带隙、非磁性的石墨烯不同,理论和实验均表明扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)具有可观的带隙,最大可达2.3 eV以上,且大小和宽度成反比[7]。理论计算表明,Na-AGNRs的带隙取决于宽度(Na为AGNRs宽度方向双键的数目,为正整数)。

根据带隙的大小及其变化规律,可将其分成三类:Na=3p、3p+1、3p+2 (p为正整数)。如图2所示:根据紧束缚计算,当Na=3p+2时,AGNRs为金属型,其余两种为半导体型;而利用局域密度近似计算,Na=3p+2的AGNRs则为带隙较小的半导体,当Na=3p或Na=3p+1时则具有较大的带隙;三类AGNRs的带隙都随宽度增加而减小,带隙值为Δ3p+1>Δ3p> Δ 3 p + 2 [ 8 ,   9 ]。5-扶手椅型还表现出磁性[10]。

对于锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs),其带隙也与宽度相关:小于临界宽度时为零,大于临界宽度时为百meV量级,且临界宽度一般为几纳米(图3a)[11]。ZGNRs左右边缘的电子自旋方向相反(图3b)。当在ZGNRs宽度方向施加一个面内电场时,其表现出半金属性。如图3c所示,其中一个自旋随着电场增加,其直接能隙逐渐打开,被称为α-自旋(红线);另一个自旋的直接能隙减小直至转变为大小为0的间接能隙,被称为β-自旋(蓝线)。由于ZGNRs在电场下不同自旋方向的电子分别为金属性或绝缘性,因此可认为ZGNRs是一种半金属。此外,ZGNRs的电子自旋极化导致出现铁磁性耦合与反铁磁性耦合,表现出很大的磁电阻[2]。

2.2 石墨烯纳米带的制备

石墨烯纳米带的制备方法总体分为两大类。一类是“自上而下”法,通过处理石墨烯或碳纳米管从而得到石墨烯纳米带;另一类则是“自下而上”法,从前驱体分子开始合成石墨烯纳米带。下面将简要地介绍几种主要的制备手段。其他二维材料制备纳米带的方法也与之类似。

2.2.1 二维片层刻蚀法

传统的刻蚀法有电子束/离子束刻蚀、浸蘸笔纳米刻蚀等,可以获得较宽的石墨烯纳米带,一般宽度在10~100 nm,虽然可展现出一定的限域效应,但是其性能仍然与石墨烯接近。

Han等报道了使用等离子体刻蚀法制备多种宽度(宽度范围在10~100 nm,长度为1~2 μm)和不同晶体取向的石墨烯纳米带[12]。如图4a所示,将横向尺寸约20 μm的石墨烯与Cr/Au金属电极接触,利用氢硅酸盐类树脂作为刻蚀掩膜,使用氧等离子体刻蚀得到特定宽度的石墨烯纳米带。该法可进一步制成两种不同类型的石墨烯纳米带器件(如图4b和c),并对不同宽度和晶体取向的石墨烯纳米带进行电导测量(如图4d~g),发现制备的石墨烯纳米带的带隙值随宽度增大而减小(如图4h所示)。

Bai等报道了一种纳米线刻蚀法,可以制备宽度小于10 nm的石墨烯纳米带[13]。此法是利用二氧化硅纳米线作为刻蚀掩膜,用氧等离子体对附着在硅衬底的石墨烯进行刻蚀,可得到宽度与硅纳米线直径相近的石墨烯纳米带。由于所用纳米线掩膜的规整性,得到的石墨烯纳米带边缘相对光滑,然而边缘结构仍不可控。Shin等报道了一种利用浸蘸笔纳米刻蚀技术搭配聚苯乙烯的方法制备可直接应用于场效应晶体管测试的石墨烯纳米带[14],其宽度取决于纳米棒的直径,一般低于30 nm。

2.2.2 溶液超声法

Dai等报道了一种在聚[(间苯乙炔)-co-(2,5-二辛氧基对苯乙炔)]的二氯乙烷溶液中对膨胀石墨进行超声处理,从而制备高产率石墨烯纳米带的方法[15]。

该方法利用溶液中聚合物分子的宽度和长度来控制与二维石墨烯之间相互作用力的范围,从而在一定程度上控制石墨烯断裂开的方向,得到宽度分布范围较窄的石墨烯纳米带。如图5所示,得到石墨烯纳米带的宽度分布为10~50 nm。该方法制备的石墨烯纳米带表现出光滑的边缘结构,将其应用于场效应晶体管,表现出很高的常温开关电流比。

2.2.3 打开碳纳米管法

碳纳米管具有较小的直径和可控的层数,因此将碳纳米管沿长度方向打开后,可得到宽度、层数可控的石墨烯纳米带。Jiao等利用氩等离子体刻蚀多壁碳纳米管成功制备出具有光滑边缘与窄宽度分布(10~20 nm)的石墨烯纳米带[16]。如图6a所示,将多壁碳纳米管上表面旋涂聚甲基丙烯酸甲酯薄膜对部分碳纳米管进行保护,通过控制刻蚀薄膜的时间可得到不同层数甚至单层的石墨烯纳米带。

Kosynkin等报道了一种在浓硫酸溶液中氧化多壁碳纳米管,使其纵向裂解得到石墨烯纳米带的方法[17]。如图6b所示,碳纳米管可能以轴向线型或螺旋型的方式裂解为石墨烯纳米带,其层数和宽度取决于所用多壁碳纳米管的层数和直径。该法制备石墨烯纳米带产率接近100%,但由于在石墨烯纳米带表面引入了较多的含氧官能团导致石墨烯纳米带的导电性下降。

2.2.4 有机合成法

以上介绍的都是“自上而下”法,制备得到的石墨烯纳米带较宽且边缘结构不可控。而“自下而上”法可以克服这两个缺点,合成宽度和边缘结构可控的石墨烯纳米带。

有机合成法制备石墨烯纳米带主要分为两种策略:一种是在基底上进行表面化学合成,将前驱体分子聚合形成石墨烯纳米带;另一种则是在溶液中将前驱体分子聚合得到石墨烯纳米带。

Cai等最早报道了利用表面化学合成宽度N=7的扶手椅型单层石墨烯纳米带的方法[18]。如图7a所示,在Au(111)表面热升华二溴联二蒽前驱体分子,在高真空的条件下加热,前驱体分子发生脱卤反应,相互之间聚合形成线形高分子链;继续提高温度退火,环化脱氢后即得到石墨烯纳米带。Langlais等采用光辅助表面合成法,以4,4-二溴对三联苯为前驱体分子,在Ag(100)表面合成了宽度N=3的扶手椅型石墨烯纳米带,且研究发现光辅助可有效降低表面合成的反应温度[19]。表面合成通过设计前驱体分子来控制石墨烯纳米带的宽度及边缘结构,因此,通过使用不同的前驱体分子和基底,可合成各种特定边缘结构(如锯齿型)和原子级精确宽度的石墨烯纳米带[20]。该法的缺点是产量低,难以实现大规模制备;应用时需转移至其他绝缘基底。

为了克服上述产量问题,设计不同前驱体分子在溶液中进行聚合反应,则可以大规模制备不同边缘结构、精确宽度的石墨烯纳米带[22]。Narita等报道了在溶液中利用特定的前驱体分子,合成结构限定的、液相易加工的扶手椅型石墨烯纳米带[23]。Vo等报道了一种在溶液中利用高分子聚合反应(图7b),制备宽度接近1 nm,长度大于100 nm的扶手椅型石墨烯纳米带[21]。

2.2.5 化学气相沉积法

该法利用金属基底为催化剂,使碳氢化合物在高温下发生分解,C—H键断裂,同时碳原子通过自组装形成石墨烯纳米带[24]。Kato等使用电子束刻蚀工艺在SiO2/Si衬底上刻蚀并沉积出一定宽度的镍纳米棒,将衬底加热后通入甲烷和氢气的混合气体,在镍纳米棒表面得到宽度约为23 nm的石墨烯纳米带[25]。Sakaguchi等发明了一种自由基聚合化学气相沉积法,在低真空条件下大量制备具有各种不同宽度的扶手椅型石墨烯纳米带[26]。Chen等采用常压化学气相沉积法,制备了锯齿型石墨烯纳米带,并实现了批量生产[27]。Fedotov等报道了通过低压化学气相沉积法,在镍箔上大规模合成了高质量的宽度N=3的扶手椅型石墨烯纳米带[28]。

2.2.6 模板外延生长法

Sprinkle等利用碳化硅外延生长石墨烯的原理,先在碳化硅表面印刷镍掩膜,并采用离子刻蚀形成台阶,在1450℃下加热可在台阶面外延生长出宽度约40 nm的石墨烯纳米带,通过改变刻蚀深度控制台阶面的大小,从而调控石墨烯纳米带的宽度[29]。近期,通过晶体切割和外延生长两步法,实现了制备边缘结构可控的石墨烯纳米带[30]。如图8所示,利用不同种类的金属纳米粒子对二维六方氮化硼进行催化切割形成特定边缘的纳米沟槽,再通过化学气相沉积法在纳米沟槽中外延生长石墨烯纳米带。该法可以合成宽度小于5 nm的扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带。石墨烯纳米带的边缘结构依赖于催化纳米粒子的种类,如采用镍纳米粒子催化切割可以得到锯齿型石墨烯纳米带,而采用铂纳米粒子催化切割则形成扶手椅型石墨烯纳米带。

2.2.7 碳纳米管内限域合成法

该法以碳纳米管作为纳米反应容器,将前驱体分子填充到碳纳米管中,随后在加热或电子束作用下,前驱体分子在碳纳米管内发生分解和自组装聚合,从而形成石墨烯纳米带。

Talyzin等利用多环芳香烃碳氢化物作为前驱体分子,在单壁碳纳米管内使分子聚合、环化脱氢,合成了以氢原子为端基的石墨烯纳米带[31]。该纳米带的宽度范围为0.5~1.0 nm,其长度仅受碳纳米管长度的限制,但其边缘结构尚不明确(图9a)。Kuzmany等以二茂铁分子为前驱体填入平均直径为1.3 nm的单壁碳纳米管中,二茂铁分子在真空中加热分解并自组装为N=6、7的扶手椅型石墨烯纳米带[32,33](图9b)。该法的优点是可通过使用不同的前驱体分子和不同直径的碳纳米管,精确控制石墨烯纳米带的边缘结构和宽度;缺点是合成的石墨烯纳米带难以与碳纳米管分离。Chuvilin等在单壁碳纳米管内利用含硫富勒烯衍生物为前驱体分子,在电子束照射下合成了以硫原子为端基的石墨烯纳米带[34]。

3 石墨炔纳米带

3.1 石墨炔纳米带的结构与性能

石墨炔是一种sp1和sp2杂化的新型二维碳纳米材料(图10a)。Li等首次成功在铜表面合成出大面积的石墨炔薄膜,发现其具有半导体特性及一定的化学稳定性[35],且理论计算得出石墨炔纳米带的稳定性高于二维石墨炔薄膜[36]。与石墨烯纳米带由边缘结构决定金属或半导体性质不同,锯齿型和扶手椅型边缘的石墨炔纳米带均是半导体,其性质不受边缘结构的影响[37]。扶手椅型石墨炔纳米带仅具有非磁性状态,而锯齿型石墨炔纳米带则具有非磁性或铁磁状态[38]。Bai等和Serafini等计算表明石墨炔纳米带的带隙与纳米带宽度呈反函数关系,随着宽度的增加,其带隙降低至某一恒定值[36,39]。Kang等的计算结果表明石墨炔纳米带的带隙还可以通过外加电场调控,带隙随着电场强度增强而降低,且下降至阈值后可实现半导体-金属的转变[40]。

3.2 石墨炔纳米带的制备

Zhou等通过化学合成法实现了乙炔基的耦合反应(如图10b),在高定向热解石墨上成功合成了宽度为60 nm的石墨炔纳米带,并测得制备的石墨炔纳米带具有1.91 eV的光学带隙[41]。

4 联苯烯纳米带

4.1 联苯烯纳米带的结构与性能

联苯烯是一种新型类石墨烯二维碳的同素异形体。不同于石墨烯,它是由碳的四元环、六元环和八元环组成。理论预测,当联苯烯网络剪切为纳米带结构后,将发生金属-半导体转变[42]。Denis使用密度泛函理论对联苯烯片层和纳米带的电子结构进行研究,发现当边缘氢饱和时,扶手椅型联苯烯纳米带的带隙值将减小[43]。Fan等与Shen等通过理论计算研究了氢端基联苯烯纳米带的电子和光学性质,发现随着宽度的增加,联苯烯纳米带的带隙值减小[44],并发生直接-间接带隙的转变[45]。Karaush等和Ge等理论预测锯齿型联苯烯纳米带具有半金属的特性,而扶手椅型联苯烯纳米带具有窄带隙结构,且半导体型的联苯烯纳米带具有比石墨烯纳米带更高的电子迁移率[46,47]。

4.2 联苯烯纳米带的制备

制备联苯烯纳米带的主要方法是表面化学合成法。Schluetter等通过化学方法合成了八取代联苯烯,随后以Cu作为诱导耦合介质,使八取代联苯烯沿不同方向发生聚合环化反应,合成了多种不同长度的扶手椅型联苯烯纳米带和两种不同类型的联苯烯网络[48]。Fan等报道了利用两步反应制备联苯烯纳米带的方法[44]。如图11a所示,以二溴六氟三联苯作为反应物,使其在Au(111)面发生脱Br耦合,聚合形成聚(2,5-二氟对苯撑)(PFPP链);然后进行高温退火,使PFPP链通过“HF拉链”的方式,脱去HF,使链间发生C-C耦合,最终形成联苯烯纳米带。如图11b所示,合成了不同宽度的H/F端基扶手椅型联苯烯纳米带。

5 氮化硼纳米带

5.1 氮化硼纳米带的结构与性能

氮化硼纳米带的结构与石墨烯纳米带的结构相似。然而理论预测发现,与石墨烯纳米带不同,扶手椅型氮化硼纳米带的带隙随着纳米带宽度的变化呈现振荡变化规律,锯齿型氮化硼纳米带的带隙则随着宽度的增加而单调下降[49]。边缘完全氢化的扶手椅型氮化硼纳米带是非磁性半导体,而锯齿型氮化硼纳米带是磁性和金属性质的,且与纳米带的宽度无关[50]。Chen等和Ding等发现在部分氢化的锯齿型氮化硼纳米带中,可实现纳米带的半导体-半金属-金属转变,通过控制氢化比例可以精确调控它的导电性与磁性[51,52]。Zhang等发现通过施加横向的电场,可以实现氮化硼纳米带从绝缘体到金属的过渡[49]。

5.2 氮化硼纳米带的制备

5.2.1 打开氮化硼纳米管法

Zeng等利用等离子体刻蚀固定在聚甲基丙烯酸甲酯上的多壁氮化硼纳米管,获得宽度约为15 nm的锯齿型氮化硼纳米带[53]。Erickson等通过钾原子嵌入氮化硼纳米管,纵向诱导纳米管分裂,得到具有均匀宽度(低至20 nm)的高结晶度少层氮化硼纳米带[54]。Li等将硼粉末与氧化锂粉末按一定摩尔比混合后,在氨气气氛下加热可得到了氮化硼纳米管和氮化硼纳米带的混合产物,且多层纳米带的宽度约为26 nm,裂解率超过40%[55]。Liao等将氮化硼纳米管分散在氨水溶液中并进行超声处理,氮化硼纳米管被腐蚀打开,此法可制备宽度5~20 nm、长度为数百纳米的氮化硼纳米带[56]。

5.2.2 溶液超声法

Lin等报道了使用超声水解法得到氮化硼纳米带[57]。在超声条件下,氮化硼块材可以被剥离成几层或单层,在缺陷位置附近的B—N键容易受到水分子中氧离子的攻击,并使缺陷进一步扩散,使得一部分的氮化硼片剪切形成纳米带结构(图12a)。该方法可以得到单层或几层且宽度小于200 nm的氮化硼纳米带。

5.2.3 石墨烯边缘外延生长法

Han等报道了一种“自下而上”合成氮化硼纳米带的方法[58]。如图12b所示,通过化学气相沉积法,使用石墨烯边缘作为模板外延生长得到继承了石墨烯边缘结构的单层氮化硼纳米带,其宽度与生长时间有关,最宽达几百纳米。

6 磷烯纳米带

6.1 磷烯纳米带的结构与性能

黑磷是具有层状结构的直接带隙半导体,层间通过范德华力结合,少层黑磷被称为磷烯。在单层磷烯的结构中,每个磷原子与周围三个磷原子通过共价键相连,形成褶皱蜂窝状的结构。当磷烯制备成磷烯纳米带时,Vy等和de Sousa等通过理论计算发现具有不同边缘结构的磷烯纳米带无论氢化与否,带隙均随纳米带宽度的增加而下降,当宽度无限接近于磷烯时,带隙降为1.5 eV[59,60]。且施加电场可改变扶手椅型磷烯纳米带导电性,而锯齿型磷烯纳米带则不受外加电场的影响[61,62]。尽管磷烯纳米带具有众多优点,但其化学反应活性高,易被氧化出现老化现象[63],其化学不稳定性极大程度上限制了磷烯纳米带的制备与应用。

6.2 磷烯纳米带的制备

6.2.1 磷烯刻蚀法

如图13所示,Das等采用原位透射电子显微镜刻蚀法制备出宽度小于10 nm的少层磷烯纳米带[64]。机械剥离得到的磷烯在透射电子显微镜中电子辐照下使得具有取向依赖性的各向异性孔隙开始膨胀,再利用精确度为亚纳米级别的扫描透射电子显微镜实现扶手椅型与锯齿型纳米带的边缘控制。类似地,Feng等采用电子束光刻法在黑磷烯上制备扶手椅型与锯齿型磷烯纳米带,宽度低至60 nm[65]。

6.2.2 溶液法

Watt等通过低温氨基法将锂离子嵌入黑磷晶体后,通过机械搅拌将化合物分散在惰性溶液中,制备出宽度为4~50 nm,平均长度约690 nm的单层磷烯纳米带[66]。Liu等将红磷晶体粉末分散在无水乙醇中后进行超声剥离,可大规模制备寡层红磷纳米带,其厚度低于20 nm,宽度约120 nm,长度可达数微米[67]。

7 过渡金属二硫族化合物纳米带

过渡金属二硫族化合物具有与石墨类似的层状结构,其化学式为MX2,M代表过渡金属元素,包含Mo、W、Re等,X表示硫族元素S、Se、Te等,下文主要介绍几种过渡金属二硫族化合物纳米带的性能与制备。

7.1 二硫化钼纳米带

7.1.1 二硫化钼纳米带的结构与性能

单层的二硫化钼是由共价键的S-Mo-S三层原子共同构成的六边形层状结构,其层间的平面化学键很强,保证了二硫化钼的稳定性[68]。单层二硫化钼具有直接带隙,而多层二硫化钼则为间接带隙。理论研究表明,锯齿型二硫化钼纳米带有铁磁性与金属行为,且与纳米带的宽度和厚度无关,表现出的磁矩主要集中在边缘原子上的铁磁性,而扶手椅型二硫化钼纳米带是非磁性的半导体[69]。完全氢化的扶手椅型二硫化钼纳米带可以实现从间接带隙到直接带隙半导体的调控[70]。Pan等发现扶手椅型二硫化钼纳米带边缘氢化会导致带隙的增加,而对于锯齿型二硫化钼纳米带,氢化导致磁性增强[71]。扶手椅型二硫化钼纳米带的带隙随着纳米带宽度增加表现出振荡行为,且带隙随着宽度的增加最终饱和至0.56 eV[69],但该值远低于单层二硫化钼的带隙(1.83 eV[72])。

7.1.2 二硫化钼纳米带的制备

7.1.2.1 打开二硫化钼纳米管法

利用激光切割可以制备特定宽度、边缘结构及缺陷的纳米带。Vasu等利用脉冲激光纵向切割纳米管制备出宽度约为90 nm、厚度为20~30层的二硫化钼纳米带,且控制激光强度可调控纳米带厚度[73]。

7.1.2.2 碳纳米管内限域生长法

Wang等将作为反应容器的碳纳米管分散在H3PMo12O40溶液中,再将填充有H3PMo12O40的碳纳米管在H2S/H2气氛下800℃加热2 h合成宽度为1.5~4 nm 的锯齿型二硫化钼纳米带[74]。

7.1.2.3 化学气相沉积法

与以往生长二维材料的气-固-固机理不同,Li等采用气-液-固机理的热蒸发法在基底上生长出单层二硫化钼纳米带,其宽度为数十纳米至微米级别,长度为数个至数十微米[75]。Yang等在覆盖有石墨烯的SiO2/Si上生长出单层的扶手椅型二硫化钼纳米带,其宽度为50~1000 nm,长度范围为300 nm~13 μm[76]。Wu等则在蓝宝石基底上生长出1~3层的扶手椅型二硫化钼纳米带(图14),其宽度为0.2~1.4 μm,长度约10 μm[77]。

7.1.2.4 模板印刷法

Hung等使用模板印刷结合热解法,以(NH4)2MoS4作为墨水制备二硫化钼纳米带构成的致密阵列[78]。在印刷时,将带有刻槽的印模放置于基底上,在印模上施加压力的同时在印模边缘滴加(NH4)2MoS4溶液,分离印模后即可得到宽度为157~465 nm的二硫化钼纳米带。

7.1.2.5 电化学/化学合成法

Li等通过电化学、化学合成两步法合成了二硫化钼纳米带[79]。如图15所示,利用电化学沉积将MoO2与MoO3的混合物定向地沉积在高定向热解石墨的阶梯边缘,再在H2S环境中高温处理,即可得到宽度为50~800 nm的二硫化钼纳米带,而低温处理则得到二硫化钼纳米线。使用该方法可得到按照阶梯方向定向排列的纳米带,并且通过控制电化学沉积过程的电势和时间,可以控制MoOx纳米线的尺寸,从而一定程度上调节制备的二硫化钼纳米带的宽度。但是,得到的纳米带的宽度仍然较宽,边缘结构不可控,并且尚无法得到单层纳米带。

7.2 二硒化钼纳米带

7.2.1 二硒化钼纳米带的结构与性能

单层二硒化钼具有三明治“Se-Mo-Se”结构,直接带隙为1.5 eV[80]。Zhang等发现,氢化二硒化钼纳米带的边缘可以提高纳米带的稳定性,且完全氢化或未氢化的扶手椅型二硒化钼纳米带均表现为非磁性,而当纳米带边缘部分氢化则表现出磁性[81]。由于二硒化钼纳米带具有良好的吸光性能,使其在太阳能电池领域具有应用前景[82]。

7.2.2 二硒化钼纳米带的制备

7.2.2.1 液相刻蚀法

Wang等报道了一种使用还原剂溶液对二硒化钼片进行刻蚀,得到宽度为300±50 nm的二硒化钼纳米带[83]。

7.2.2.2 化学气相沉积法

Chen等利用常压化学气相沉积法,将基底放置于混合有NaCl与MoO3粉末的上端,在Ar/H2气氛下加热至特定温度,可在单层二硒化钼上生长得到宽度约150 nm的单层二硒化钼纳米带[80]。

7.2.2.3 分子束外延生长法

Chen等报道了一种“自下而上”利用分子束外延技术生长二硒化钼纳米带的方法[84]。以高定向热解石墨作为基底,钼和硒蒸气在基底上沉积生长得到宽度为10~30 nm 的锯齿型二硒化钼纳米带。特别地,Poh等利用分子束外延技术 (图16),在导电的高定向热解石墨和绝缘的六方氮化硼基底上生长得到宽度约为15 nm高质量的二硒化钼纳米带,并通过两阶段生长法,合成了1D-2D杂化异质结[85]。

7.2.2.4 金模板辅助生长法

Cheng等将硒蒸气沉积在Au(100)面,预组装形成Se/Au模板;再将硒和钼蒸气同时沉积在Se/Au模板上,硒和钼自组装形成纳米带[86] (图17)。由于纳米带被限制在两条锯齿型硒链之间,因此可以得到宽度低至0.7 nm的二硒化钼纳米带。

7.3 二硫化钨纳米带

7.3.1 二硫化钨纳米带的性能

二硫化钨从块状变为单层时从间接带隙转化为直接带隙半导体,而纳米带的电子特性与磁性都可以通过外加应力进行调节[87]。锯齿型二硫化钨纳米带是具有铁磁性的金属,而扶手椅型二硫化钨纳米带则是非磁性的半导体,且具有强烈的光学偏振各向异性[88]。Han等使用第一性原理计算发现,宽度为N=5~7的二硫化钨纳米带具有较高的结构稳定性,宽度N=5的扶手椅型二硫化钨纳米带具有最大的载流子迁移率[89]。

7.3.2 二硫化钨纳米带的制备

7.3.2.1 打开二硫化钨纳米管法

Nethravathi等在己烷中加入正丁基锂,使得二硫化钨纳米管中嵌入锂原子,再将锂化的纳米管与长链硫醇反应可以使纳米管发生纵向切割产生宽度约为100 nm的纳米带[90]。该法的缺点为由于体系引入硫元素会使纳米带的表面官能化,无法获得纯净的二硫化钨纳米带。

利用激光切割法可以可控地制备特定宽度的纳米带。Vasu等利用脉冲激光纵向切割纳米管法制备出平均宽度为100 nm的二硫化钨纳米带,且控制激光强度可以控制纳米带的厚度[73]。

7.3.2.2 刻蚀-置换法

Heyne等利用预涂印的方式在硅基底上制备二硫化钨纳米带[91]。在硅基底上光刻出特定宽度的线,通入WF6与硅在高温下反应,在基底上将硅置换为钨后通入H2S气体进行原位硫化生成二硫化钨,该种方法不仅使纳米带免受等离子体的损坏,还通过控制预沉积的硅的厚度与光刻宽度来精确控制纳米带的厚度与宽度。制备得到的纳米带宽度约为20 nm,厚度约为五层。

7.3.2.3 碳纳米管内限域生长法

二硫化钨纳米带在双壁碳纳米管内生长的制备方法与上述提及的二硫化钼纳米带的方法类似,只是将溶液换为H3PW12O40,再利用碳纳米管的限域效应合成出单层的锯齿型宽度为1~3 nm的二硫化钨纳米带[92]。

7.4 二硒化钨纳米带

7.4.1 二硒化钨纳米带的结构与性能

二硒化钨是一种层状结构的无机化合物,单层二硒化钨是一种典型的由“Se-W-Se”构成的三明治结构。锯齿型二硒化钨纳米带表现为金属性,而扶手椅型二硒化钨纳米带则为半导体性[93]。Shahbazi等发现在外加横向电场的作用下,扶手椅型二硒化钨纳米带发生半导体-金属相转变,而锯齿型二硒化钨纳米带则出现能隙[94]。由二硒化钨纳米带边缘的悬挂键造成的无序性边缘,会对声子热传导产生阻碍作用,从而提高材料的热电优值,因此二硒化钨纳米带被认为是一种新型高性能热电材料[93,95]。

7.4.2 二硒化钨纳米带的合成

7.4.2.1 聚焦离子束诱导刻蚀法

聚焦离子束由于离子质量比较大,可对材料和器件进行刻蚀、沉积、离子注入等微纳米级别加工,因而在纳米科技领域起到越来越重要的作用。Stanford等采用聚焦氦离子束诱导刻蚀法以直接刻写的方式,通过离子束扫描图案得到高分辨率、高精度、宽度小于10 nm的二硒化钨纳米带,但同时也对二硒化钨纳米带产生了较多的缺陷和损伤,其边缘结构和平滑度难以控制[96]。

7.4.2.2 化学气相沉积法

Duan等使用空间限域和衬底导向化学气相沉积生长法在常压条件下制备得到了多种高质量的过渡金属二硫族化合物纳米带[97]。如图18所示,硒粉末被放置于上游,WO3粉末分散在两片相距1 mm的SiO2/Si衬底之间,在H2/Ar气流下加热并保温,冷却后即可在基底上得到二硒化钨纳米带。两片叠放的基底为纳米带生长提供了限域空间和稳定的反应条件,使纳米带由热力学稳定的二维生长转变为动力学一维生长。利用该法合成的单层二硒化钨纳米带的宽度可在几十纳米至几微米之间调控。

7.4.2.3 外延生长法

Aljarb等报道了一种利用外延生长法制备自排列单晶结构的二硒化钨纳米带的方法,也可以将其扩展到其他过渡金属二硫族化合物纳米带及异质结的生长[98]。二硒化钨或二硫化钼在Ga2O3衬底(100)面形成的台阶脊上优先取向成核,小区域生长的二硒化钨阵列最终相互融合形成连续的纳米带,但该法获得的纳米带边缘粗糙。

7.5 二碲化钨纳米带

7.5.1 二碲化钨纳米带的结构与性能

二碲化钨纳米带具有与二硒化钨纳米带相似的三明治结构,并继承了二碲化钨晶体的优异性质,表现出拓扑性质,如外尔半金属性和量子自旋霍尔效应[99]。与二碲化钨晶体具有间接带隙不同,二碲化钨纳米带为直接带隙,且锯齿型二碲化钨纳米带表现为金属性,其扶手椅型纳米带则为半导体[100]。这些优异的性能使二碲化钨纳米带在纳米电子领域具有巨大的应用前景,如利用二碲化钨纳米带的边缘态产生的拓扑相变,以二碲化钨纳米带作为沟道材料,可能实现拓扑场效应晶体管的开关转换[101]。

7.5.2 二碲化钨纳米带的制备

7.5.2.1 化学气相沉积法

利用化学气相沉积法可以生长单层或少层二碲化钨[102,103]。在此基础上,Li等采用两步反应合成了二碲化钨纳米带[104]。首先利用水热法制备出WO3-x纳米带,再通过化学气相沉积法将分开放置的碲粉末和WO3-x纳米带在加热的还原气氛N2/H2下使WO3-x纳米带碲化形成二碲化钨纳米带。该法合成的二碲化钨纳米带长度为3~5 μm,宽度为100~200 nm,厚度在20~80 nm。此法的优点是反应条件较温和,可大规模制备二碲化钨纳米带;但缺点是纳米带的化学计量比随意性较大、杂质含量多。

7.5.2.2 碳纳米管内限域生长法

Kanda等使用WOx分子作为前驱体,将WOx分子和碲蒸气填充进入碳纳米管内,在真空退火的条件下,两者发生反应并在碳纳米管内生长出二碲化钨纳米带[105]。

7.5.2.3 纳米线-纳米带转化法

Lim等报道了一种纳米线-纳米带转化法,大面积制备了多种锯齿型的过渡金属二硫族化合物纳米带,包括二硫化钨纳米带、二硒化钨纳米带和二碲化钨纳米带[106]。如图19a所示,将一维碲化钨纳米线作为前驱体分子,在硫族元素的气氛下退火,即可诱导转化成一维的锯齿型纳米带。该法制备的纳米带以垂直或水平的几何构型生长,取决于碲化钨纳米线的厚度。

7.6 二硫化铼纳米带

7.6.1 二硫化铼纳米带的结构与性能

二硫化铼是一种新型的二维VII-TMDs材料,单层二硫化铼具有S-Re-S三明治结构,由于拥有独特的扭曲1T结构,二硫化铼表现出了不同于其他过渡金属二硫族化合物的独特性质。由于层间弱耦合,当二硫化铼从块状晶体(1.5 eV)剥离成单层片层后(1.6 eV),带隙仅增加0.1 eV,且均表现为直接带隙结构[107]。制备成纳米带后,仍为直接带隙的半导体,但由于量子尺寸效应,理论计算预测二硫化铼纳米带的带隙随着宽度的增加逐渐趋于0.92 eV[108]。

7.6.2 二硫化铼纳米带的制备

7.6.2.1 化学气相沉积法

He等采用化学气相沉积法,将硫蒸气通入放置在SiO2/Si上的铼单质粉末中,合成了宽度约为50 nm的少层二硫化铼纳米带[109]。

7.6.2.2 碳纳米管内限域生长法

Norman等以单壁碳纳米管为纳米反应容器,先将Re2(CO)10填充入碳纳米管中,再填入碘,在H2S环境下加热即可在碳纳米管内生成宽度约1.3 nm的单层二硫化铼纳米带[110]。

8 结论与展望

理论和实验表明,将二维材料制备成一维纳米带结构可以通过控制纳米带的宽度与边缘结构实现对其性能的调控,从而具备更加卓越的性能,甚至出现新的物理现象。例如,零带隙的石墨烯制备成扶手椅型纳米带后带隙最高超过2.3 eV;而锯齿型石墨烯纳米带则出现了此前并不具备的磁性。如表1所示,本文总结了近年来几种重要的二维材料的一维纳米带,介绍了它们的结构、性能、制备方法以及应用前景,重点突出纳米带宽度和边缘结构的可控制备以及对于性能的影响。

在一维纳米带制备方面,主要介绍了“自上而下”和“自下而上”两类方法。其中,“自上而下”的二维材料刻蚀法可以得到宽度和边缘调控的纳米带,该法制备的纳米带边缘结构往往不整齐统一,且宽度大于5 nm,限域效应不够明显,无法实现复杂边缘结构的制备。纳米管打开法也是一种“自上而下”的策略,可以实现纳米带的制备,然而由于打开过程往往需要极端的化学条件,导致所得到的纳米带的质量较差,并且由于纳米管本身的直径/手性的不统一,无法做到控制纳米带的宽度、边缘结构、甚至层数。与之相对比的是“自下而上”的合成策略。由于有大量丰富的各类有机小分子作为单体或原料,一般可以精确控制合成纳米带的宽度,其边缘结构也不限于扶手椅型和锯齿型。然而,就整体而言,合成的纳米带产率较低、长度有限、副产物多。具体到某个方法,各自还受到一些限制,如:表面化学法难以做到大规模制备;一般溶液法和化学气相沉积法合成的纳米带的缺陷较多;将碳纳米管中限域合成的纳米带取出也是一个难题。

综上所述,现有方法仍存在难以制备超窄/超长纳米带、特定取向、特定边缘结构控制、缺陷控制、大规模生产以及后续工艺集成等方面的问题。因此,如何精确可控地大规模制备特定宽度、长度、厚度和边缘结构的高质量、高稳定性的一维纳米带,仍是未来研究的重点和难点。此外,实验上测定理论预言的由一维结构所带来的新的物理现象,并应用这些纳米带独有(而二维材料本身没有)的特性将是未来研究的重大挑战和创新所在。需要特别指出的是,未来的研究需要根据应用的不同要求来设计实验,合成指定类型和功能的纳米带。例如,在半导体应用中合成亚纳米宽度、微米以上长度、定向排列的单层纳米带;而在催化、能源等领域,则需要大规模合成不规则边缘结构、具有特定缺陷的寡层纳米带;在红外探测、太赫兹发射、太阳能电池等应用中,则需控制合成具有特定能隙的纳米带。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
[1]

Bhimanapati G R, Lin Z, Meunier V, Jung Y, Cha J, Das S, Xiao D, Son Y, Strano M S, Cooper V R, Liang L B, Louie S G, Ringe E, Zhou W, Kim S S, Naik R R, Sumpter B G, Terrones H, Xia F N, Wang Y L, Zhu J, Akinwande D, Alem N, Schuller J A, Schaak R E, Terrones M, Robinson J A. ACS Nano, 2015, 9(12): 11509.

[2]

Ruffieux P, Wang S Y, Yang B, Sánchez-Sánchez C, Liu J, Dienel T, Talirz L, Shinde P, Pignedoli C A, Passerone D, Dumslaff T, Feng X L, Müllen K, Fasel R. Nature, 2016, 531(7595): 489.

[3]

Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A. Science, 2004, 306(5696): 666.

[4]

Iijima S. Nature, 1991, 354(6348): 56.

[5]

Jin G, Lin Z, Shi L. Prog. Chem., 2021, 33: 188.
[6]

Shi L, Rohringer P, Suenaga K, Niimi Y, Kotakoski J, Meyer J C, Peterlik H, Wanko M, Cahangirov S, Rubio A, Lapin Z J, Novotny L, Ayala P, Pichler T. Nat. Mater., 2016, 15(6): 634.

[7]

Ruffieux P, Cai J M, Plumb N C, Patthey L, Prezzi D, Ferretti A, Molinari E, Feng X L, Müllen K, Pignedoli C A, Fasel R. ACS Nano, 2012, 6(8): 6930.

[8]

Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Phys. Rev. Lett., 2007, 98(8): 089901.

[9]

Yang L, Park C H, Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Phys. Rev. Lett., 2007, 99(18): 186801.

[10]

Lawrence J, Brandimarte P, Berdonces-Layunta A, Mohammed M S G, Grewal A, Leon C C, Sánchez-Portal D, de Oteyza D G. ACS Nano, 2020, 14(4): 4499.

[11]

Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Nature, 2006, 444: 347.

[12]

Han M Y, Özyilmaz B, Zhang Y B, Kim P. Phys. Rev. Lett., 2007, 98(20): 206805.

[13]

Bai J W, Duan X F, Huang Y. Nano Lett., 2009, 9(5): 2083.

[14]

Shin Y S, Son J Y, Jo M H, Shin Y H, Jang H M. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133(15): 5623.

[15]

Li X L, Wang X R, Zhang L, Lee S, Dai H J. Science, 2008, 319(5867): 1229.

[16]

Jiao L Y, Zhang L, Wang X R, Diankov G, Dai H J. Nature, 2009, 458(7240): 877.

[17]

Kosynkin D V, Higginbotham A L, Sinitskii A, Lomeda J R, Dimiev A, Price B K, Tour J M. Nature, 2009, 458(7240): 872.

[18]

Cai J M, Ruffieux P, Jaafar R, Bieri M, Braun T, Blankenburg S, Muoth M, Seitsonen A P, Saleh M, Feng X L, Müllen K, Fasel R. Nature, 2010, 466(7305): 470.

[19]

Langlais V, Schneider K, Tang H. J. Phys.: Condens. Matter, 2022, 34(5): 055001.
[20]

Zhou X H, Yu G. Adv. Mater., 2020, 32(6): 1905957.

[21]

Vo T H, Shekhirev M, Kunkel D A, Morton M D, Berglund E, Kong L M, Wilson P M, Dowben P A, Enders A, Sinitskii A. Nat. Commun., 2014, 5: 3189.

[22]

Yoon K Y, Dong G B. Mater. Chem. Front., 2020, 4(1): 29.

[23]

Narita A, Feng X L, Hernandez Y, Jensen S A, Bonn M, Yang H F, Verzhbitskiy I A, Casiraghi C, Hansen M R, Koch A H R, Fytas G, Ivasenko O, Li B, Mali K S, Balandina T, Mahesh S, de Feyter S, Müllen K. Nat. Chem., 2014, 6(2): 126.

[24]

Celis A, Nair M N, Taleb-Ibrahimi A, Conrad E H, Berger C, de Heer W A, Tejeda A. J. Phys. D: Appl. Phys., 2016, 49(14): 143001.

[25]

Kato T, Hatakeyama R. Nat. Nanotechnol., 2012, 7(10): 651.

[26]

Sakaguchi H, Kawagoe Y, Hirano Y, Iruka T, Yano M, Nakae T. Adv. Mater., 2014, 26(24): 4134.

[27]

Chen Z P, Zhang W, Palma C A, Lodi Rizzini A, Liu B L, Abbas A, Richter N, Martini L, Wang X Y, Cavani N, Lu H, Mishra N, Coletti C, Berger R, Klappenberger F, Kläui M, Candini A, Affronte M, Zhou C W, de Renzi V, del Pennino U, Barth J V, Räder H J, Narita A, Feng X L, Müllen K. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(47): 15488.

[28]

Fedotov P V, Rybkovskiy D V, Novikov I V, Obraztsova E D. Phys. Status Solidi B, 2022, 259(4): 2100501.

[29]

Sprinkle M, Ruan M, Hu Y, Hankinson J, Rubio-Roy M, Zhang B, Wu X, Berger C, de Heer W A. Nat. Nanotechnol., 2010, 5(10): 727.

[30]

Wang H S, Chen L X, Elibol K, He L, Wang H M, Chen C, Jiang C X, Li C, Wu T R, Cong C X, Pennycook T J, Argentero G, Zhang D L, Watanabe K, Taniguchi T, Wei W Y, Yuan Q H, Meyer J C, Xie X M. Nat. Mater., 2021, 20(2): 202.

[31]

Talyzin A V, Anoshkin I V, Krasheninnikov A V, Nieminen R M, Nasibulin A G, Jiang H, Kauppinen E I. Nano Lett., 2011, 11(10): 4352.

[32]

Kuzmany H, Shi L, Martinati M, CambrÉ S, Wenseleers W, Kürti J, Koltai J, Kukucska G, Cao K C, Kaiser U, Saito T, Pichler T. Carbon, 2021, 171: 221.

[33]

Zhang Y F, Cao K C, Saito T, Kataura H, Kuzmany H, Pichler T, Kaiser U, Yang G W, Shi L. Nano Res., 2022, 15(3): 1709.

[34]

Chuvilin A, Bichoutskaia E, Gimenez-Lopez M C, Chamberlain T W, Rance G A, Kuganathan N, Biskupek J, Kaiser U, Khlobystov A N. Nat. Mater., 2011, 10(9): 687.

[35]

Li G X, Li Y L, Liu H B, Guo Y B, Li Y J, Zhu D B. Chem. Commun., 2010, 46(19): 3256.

[36]

Bai H C, Zhu Y, Qiao W Y, Huang Y H. RSC Adv., 2011, 1(5): 768.

[37]

Chen C, Li J, Sheng X L. Phys. Lett. A, 2017, 381(38): 3337.

[38]

Lin Z Z, Wei Q, Zhu X M. Carbon, 2014, 66: 504.

[39]

Serafini P, Milani A, Tommasini M, Castiglioni C, Casari C S. Phys. Rev. Materials, 2020, 4: 014001.

[40]

Kang J, Wu F M, Li J B. J. Phys.: Condens. Matter, 2012, 24(16): 165301.
[41]

Zhou W X, Shen H, Zeng Y, Yi Y P, Zuo Z C, Li Y J, Li Y L. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(12): 4908.

[42]

Wang X Q, Li H D, Wang J T. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15(6): 2024.

[43]

Denis P A. J. Phys. Chem. C, 2014, 118(43): 24976.

[44]

Fan Q, Yan L, Tripp M W, Krej? í O, Dimosthenous S, Kachel S R, Chen M, Foster A S, Koert U, Liljeroth P, Gottfried J M. Science, 2021, 372: 852.

[45]

Shen H, Yang R Y, Xie K, Yu Z Y, Zheng Y X, Zhang R J, Chen L Y, Wu B R, Su W S, Wang S Y. Phys. Chem. Chem. Phys., 2022, 24(1): 357.

[46]

Ge H Y, Wang G, Liao Y. Chem. Phys. Lett., 2016, 648: 97.

[47]

Karaush N N, Bondarchuk S V, Baryshnikov G V, Minaeva V A, Sun W H, Minaev B F. RSC Adv., 2016, 6(55): 49505.

[48]

Schlütter F, Nishiuchi T, Enkelmann V, Müllen K. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53(6): 1538.

[49]

Zhang Z H, Guo W L. Phys. Rev. B, 2008, 77: 439.

[50]

Lai L, Lu J, Wang L, Luo G F, Zhou J, Qin R, Gao Z X, Mei W N. J. Phys. Chem. C, 2009, 113(6): 2273.

[51]

Chen W, Li Y F, Yu G T, Li C Z, Zhang S B, Zhou Z, Chen Z F. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(5): 1699.

[52]

Ding Y, Wang Y L, Ni J. Appl. Phys. Lett., 2009, 94(7): 073111.

[53]

Zeng H B, Zhi C Y, Zhang Z H, Wei X L, Wang X B, Guo W L, Bando Y, Golberg D. Nano Lett., 2010, 10(12): 5049.

[54]

Erickson K J, Gibb A L, Sinitskii A, Rousseas M, Alem N, Tour J M, Zettl A K. Nano Lett., 2011, 11(8): 3221.

[55]

Li L, Li L H, Chen Y, Dai X J, Lamb P R, Cheng B M, Lin M Y, Liu X W. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52(15): 4212.

[56]

Liao Y L, Chen Z F, Connell J W, Fay C C, Park C, Kim J W, Lin Y. Adv. Funct. Mater., 2014, 24(28): 4497.

[57]

Lin Y, Williams T V, Xu T B, Cao W, Elsayed-Ali H E, Connell J W. J. Phys. Chem. C, 2011, 115(6): 2679.

[58]

Han G H, Rodríguez-Manzo J A, Lee C W, Kybert N J, Lerner M B, Qi Z J, Dattoli E N, Rappe A M, Drndic M, Johnson A T C. ACS Nano, 2013, 7(11): 10129.

[59]

Vy T, Yang L. Phys. Rev. B, 2014, 89: 106.

[60]

de Sousa D J P, de Castro L V, da Costa D R, Pereira J M. Phys. Rev. B, 2016, 94(23): 235415.

[61]

Wu Q Y, Shen L, Yang M, Cai Y Q, Huang Z G, Feng Y P. Phys. Rev. B, 2015, 92(3): 035436.

[62]

Taghizadeh Sisakht E, Zare M H, Fazileh F. Phys. Rev. B, 2015, 91(8): 085409.

[63]

Castellanos-Gomez A, Vicarelli L, Prada E, Island J O, Narasimha-Acharya K L, Blanter S I, Groenendijk D J, Buscema M, Steele G A, Alvarez J V, Zandbergen H W, Palacios J J, van der Zant H S J. 2D Mater., 2014, 1(2): 025001.
[64]

Masih Das P, Danda G, Cupo A, Parkin W M, Liang L B, Kharche N, Ling X, Huang S X, Dresselhaus M S, Meunier V, Drndić M. ACS Nano, 2016, 10(6): 5687.

[65]

Feng X W, Huang X, Chen L, Tan W C, Wang L, Ang K W. Adv. Funct. Mater., 2018, 28(28): 1801524.

[66]

Watts M C, Picco L, Russell-Pavier F S, Cullen P L, Miller T S, Bartu? S P, Payton O D, Skipper N T, Tileli V, Howard C A. Nature, 2019, 568(7751): 216.

[67]

Liu Q, Zhang X, Wang J H, Zhang Y L, Bian S, Cheng Z Q, Kang N, Huang H, Gu S, Wang Y, Liu D N, Chu P K, Yu X F. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(34): 14383.

[68]

Lee Y H, Zhang X Q, Zhang W J, Chang M T, Lin C T, Chang K D, Yu Y C, Wang J T W, Chang C S, Li L J, Lin T W. Adv. Mater., 2012, 24(17): 2320.

[69]

Li Y F, Zhou Z, Zhang S B, Chen Z F. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(49): 16739.

[70]

Wang R, Zhou X Y, Xu X Y, Hu J G, Pan J. J. Phys. D: Appl. Phys., 2017, 50(9): 095102.

[71]

Pan H, Zhang Y W. J. Mater. Chem., 2012, 22(15): 7280.

[72]

Ma C R, Yan J H, Huang Y C, Zheng Z Q, Yang G W. Nanotechnology, 2020, 31(6): 065204.

[73]

Vasu K, Yamijala S S R K C, Zak A, Gopalakrishnan K, Pati S K, Rao C N R. Small, 2015, 11(32): 3916.

[74]

Wang Z Y, Li H, Liu Z, Shi Z J, Lu J, Suenaga K, Joung S K, Okazaki T, Gu Z N, Zhou J, Gao Z X, Li G P, Sanvito S, Wang E G, Iijima S. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(39): 13840.

[75]

Li S S, Lin Y C, Zhao W, Wu J, Wang Z, Hu Z H, Shen Y D, Tang D M, Wang J Y, Zhang Q, Zhu H, Chu L Q, Zhao W J, Liu C, Sun Z P, Taniguchi T, Osada M, Chen W, Xu Q H, Wee A T S, Suenaga K, Ding F, Eda G. Nat. Mater., 2018, 17(6): 535.

[76]

Yang C X, Wang B, Xie Y N, Zheng Y F, Jin C H. Nanotechnology, 2019, 30(25): 255602.

[77]

Wu D, Shi J, Zheng X M, Liu J X, Dou W D, Gao Y L, Yuan X M, Ouyang F P, Huang H. Phys. Status Solidi RRL, 2019, 13(7): 1900063.

[78]

Hung Y H, Lu A Y, Chang Y H, Huang J K, Chang J K, Li L J, Su C Y. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(32): 20993.

[79]

Li Q, Walter E C, van der Veer W E, Murray B J, Newberg J T, Bohannan E W, Switzer J A, Hemminger J C, Penner R M. J. Phys. Chem. B, 2005, 109(8): 3169.

[80]

Chen T, Hao G L, Wang G, Li B, Kou L Z, Yang H, Zheng X M, Zhong J X.2D Mater., 2019, 6(2): 025002.
[81]

Zhang H M, Li Z Y. J. Phys.: Condens. Matter, 2020, 32(36): 365303.
[82]

Chen H J, Xie Y A, Cui H L, Zhao W, Zhu X L, Wang Y M, Lü X, Huang F Q. Chem. Commun., 2014, 50(34): 4475.

[83]

Wang Z X, Zhang X, Hachtel J A, Apte A, Tiwary C S, Vajtai R, Idrobo J C, Ozturk R, Ajayan P. Nanoscale Horiz., 2019, 4(3): 689.

[84]

Chen Y X, Cui P, Ren X B, Zhang C D, Jin C H, Zhang Z Y, Shih C K. Nat. Commun., 2017, 8: 15135.

[85]

Poh S M, Tan S J R, Zhao X X, Chen Z X, Abdelwahab I, Fu D Y, Xu H, Bao Y, Zhou W, Loh K P. Adv. Mater., 2017, 29(12): 1605641.

[86]

Cheng F, Xu H, Xu W T, Zhou P J, Martin J, Loh K P. Nano Lett., 2017, 17(2): 1116.

[87]

Zhang H, Li X B, Liu L M. J. Appl. Phys., 2013, 114(9): 093710.

[88]

Lopez-Urias F, Elias A L, Perea-Lopez N, Gutierrez H R, Terrones M, Terrones H.2D Mater., 2015, 2: 015002.
[89]

Han D, Wang M, Yang X H, Du M, Cheng L, Wang X Y. J. Alloys Compd., 2022, 903: 163850.

[90]

Nethravathi C, Jeffery A A, Rajamathi M, Kawamoto N, Tenne R, Golberg D, Bando Y. ACS Nano, 2013, 7(8): 7311.

[91]

Heyne M H, de Marneffe J F, Delabie A, Caymax M, Neyts E C, Radu I, Huyghebaert C, de Gendt S. Nanotechnology, 2017, 28(4): 04LT01.

[92]

Wang Z Y, Zhao K K, Li H, Liu Z, Shi Z J, Lu J, Suenaga K, Joung S K, Okazaki T, Jin Z X, Gu Z N, Gao Z X, Iijima S. J. Mater. Chem., 2011, 21(1): 171.

[93]

Chen K X, Luo Z Y, Mo D C, Lyu S S. Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18(24): 16337.

[94]

Shahbazi M. Phys. B Condens. Matter, 2018, 545: 159.

[95]

Wang J, Xie F, Cao X H, An S C, Zhou W X, Tang L M, Chen K Q. Sci. Rep., 2017, 7: 41418.

[96]

Stanford M G, Pudasaini P R, Cross N, Mahady K, Hoffman A N, Mandrus D G, Duscher G, Chisholm M F, Rack P D. Small Methods, 2017, 1(4): 1600060.

[97]

Duan Z J, Chen T, Shi J W, Li J, Song K, Zhang C, Ding S J, Li B, Wang G, Hu S G, He X Y, He C Y, Xu H, Liu X F, Jin C H, Zhong J X, Hao G L. Sci. Bull., 2020, 65(12): 1013.

[98]

Aljarb A, Fu J H, Hsu C C, Chuu C P, Wan Y, Hakami M, Naphade D R, Yengel E, Lee C J, Brems S, Chen T A, Li M Y, Bae S H, Hsu W T, Cao Z, Albaridy R, Lopatin S, Chang W H, Anthopoulos T D, Kim J, Li L J, Tung V. Nat. Mater., 2020, 19(12): 1300.

[99]

Wang J H, Yang W, Zhou M, Yang Y, Yan J Y, Zhang P. Phys. Lett. A, 2018, 382(38): 2754.

[100]

Ghosh B, Gupta A, Bishnoi B. J. Semicond., 2014, 35(11): 113002.

[101]

Kwak J, Jo Y, Song S, Kim J H, Kim S Y, Lee J U, Lee S, Park J, Kim K, Lee G D, Yoo J W, Kim S Y, Kong Y M, Lee G H, Lee wan-gyu, Park J, Xu X D, Cheong H, Yoon E, Lee Z, Kwon S Y. Adv. Mater., 2018, 30(30): 1707260.

[102]

Zhou Y, Jang H, Woods J M, Xie Y J, Kumaravadivel P, Pan G A, Liu J B, Liu Y H, Cahill D G, Cha J J. Adv. Funct. Mater., 2017, 27(8): 1605928.

[103]

Zhou J D, Liu F C, Lin J H, Huang X W, Xia J, Zhang B W, Zeng Q S, Wang H, Zhu C, Niu L, Wang X W, Fu W, Yu P, Chang T R, Hsu C H, Wu D, Jeng H T, Huang Y Z, Lin H, Shen Z X, Yang C L, Lu L, Suenaga K, Zhou W, Pantelides S T, Liu G T, Liu Z. Adv. Mater., 2017, 29(3): 201770015.
[104]

Li J, Hong M L, Sun L J, Zhang W F, Shu H B, Chang H X. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(1): 458.

[105]

Kanda N, Nakanishi Y, Liu D, Liu Z, Inoue T, Miyata Y, Tománek D, Shinohara H. Nanoscale, 2020, 12(33): 17185.

[106]

Lim H E, Liu Z, Kim J, Pu J, Shimizu H, Endo T, Nakanishi Y, Takenobu T, Miyata Y. ACS Appl. Nano Mater., 2022, 5(2): 1775.

[107]

Tongay S, Sahin H, Ko C, Luce A, Fan W, Liu K, Zhou J, Huang Y S, Ho C H, Yan J. Nat. Commun., 2015, 5: 3252.

[108]

Yu Z G, Cai Y Q, Zhang Y W. Sci. Rep., 2015, 5: 13783.

[109]

He X X, Liu F C, Hu P, Fu W, Wang X L, Zeng Q S, Zhao W, Liu Z. Small, 2015, 11(40): 5423.

[110]

Norman L T, Biskupek J, Rance G A, Stoppiello C T, Kaiser U, Khlobystov A N. Nano Res., 2022, 15(2): 1282.

[1]
Bhimanapati G R, Lin Z, Meunier V, Jung Y, Cha J, Das S, Xiao D, Son Y, Strano M S, Cooper V R, Liang L B, Louie S G, Ringe E, Zhou W, Kim S S, Naik R R, Sumpter B G, Terrones H, Xia F N, Wang Y L, Zhu J, Akinwande D, Alem N, Schuller J A, Schaak R E, Terrones M, Robinson J A. ACS Nano, 2015, 9(12): 11509.
[2]
Ruffieux P, Wang S Y, Yang B, Sánchez-Sánchez C, Liu J, Dienel T, Talirz L, Shinde P, Pignedoli C A, Passerone D, Dumslaff T, Feng X L, Müllen K, Fasel R. Nature, 2016, 531(7595): 489.
[3]
Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A. Science, 2004, 306(5696): 666.
[4]
Iijima S. Nature, 1991, 354(6348): 56.
[5]
Jin G, Lin Z, Shi L. Prog. Chem., 2021, 33: 188.
[6]
Shi L, Rohringer P, Suenaga K, Niimi Y, Kotakoski J, Meyer J C, Peterlik H, Wanko M, Cahangirov S, Rubio A, Lapin Z J, Novotny L, Ayala P, Pichler T. Nat. Mater., 2016, 15(6): 634.
[7]
Ruffieux P, Cai J M, Plumb N C, Patthey L, Prezzi D, Ferretti A, Molinari E, Feng X L, Müllen K, Pignedoli C A, Fasel R. ACS Nano, 2012, 6(8): 6930.
[8]
Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Phys. Rev. Lett., 2007, 98(8): 089901.
[9]
Yang L, Park C H, Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Phys. Rev. Lett., 2007, 99(18): 186801.
[10]
Lawrence J, Brandimarte P, Berdonces-Layunta A, Mohammed M S G, Grewal A, Leon C C, Sánchez-Portal D, de Oteyza D G. ACS Nano, 2020, 14(4): 4499.
[11]
Son Y W, Cohen M L, Louie S G. Nature, 2006, 444: 347.
[12]
Han M Y, ?zyilmaz B, Zhang Y B, Kim P. Phys. Rev. Lett., 2007, 98(20): 206805.
[13]
Bai J W, Duan X F, Huang Y. Nano Lett., 2009, 9(5): 2083.
[14]
Shin Y S, Son J Y, Jo M H, Shin Y H, Jang H M. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133(15): 5623.
[15]
Li X L, Wang X R, Zhang L, Lee S, Dai H J. Science, 2008, 319(5867): 1229.
[16]
Jiao L Y, Zhang L, Wang X R, Diankov G, Dai H J. Nature, 2009, 458(7240): 877.
[17]
Kosynkin D V, Higginbotham A L, Sinitskii A, Lomeda J R, Dimiev A, Price B K, Tour J M. Nature, 2009, 458(7240): 872.
[18]
Cai J M, Ruffieux P, Jaafar R, Bieri M, Braun T, Blankenburg S, Muoth M, Seitsonen A P, Saleh M, Feng X L, Müllen K, Fasel R. Nature, 2010, 466(7305): 470.
[19]
Langlais V, Schneider K, Tang H. J. Phys.: Condens. Matter, 2022, 34(5): 055001.
[20]
Zhou X H, Yu G. Adv. Mater., 2020, 32(6): 1905957.
[21]
Vo T H, Shekhirev M, Kunkel D A, Morton M D, Berglund E, Kong L M, Wilson P M, Dowben P A, Enders A, Sinitskii A. Nat. Commun., 2014, 5: 3189.
[22]
Yoon K Y, Dong G B. Mater. Chem. Front., 2020, 4(1): 29.
[23]
Narita A, Feng X L, Hernandez Y, Jensen S A, Bonn M, Yang H F, Verzhbitskiy I A, Casiraghi C, Hansen M R, Koch A H R, Fytas G, Ivasenko O, Li B, Mali K S, Balandina T, Mahesh S, de Feyter S, Müllen K. Nat. Chem., 2014, 6(2): 126.
[24]
Celis A, Nair M N, Taleb-Ibrahimi A, Conrad E H, Berger C, de Heer W A, Tejeda A. J. Phys. D: Appl. Phys., 2016, 49(14): 143001.
[25]
Kato T, Hatakeyama R. Nat. Nanotechnol., 2012, 7(10): 651.
[26]
Sakaguchi H, Kawagoe Y, Hirano Y, Iruka T, Yano M, Nakae T. Adv. Mater., 2014, 26(24): 4134.
[27]
Chen Z P, Zhang W, Palma C A, Lodi Rizzini A, Liu B L, Abbas A, Richter N, Martini L, Wang X Y, Cavani N, Lu H, Mishra N, Coletti C, Berger R, Klappenberger F, Kl?ui M, Candini A, Affronte M, Zhou C W, de Renzi V, del Pennino U, Barth J V, R?der H J, Narita A, Feng X L, Müllen K. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(47): 15488.
[28]
Fedotov P V, Rybkovskiy D V, Novikov I V, Obraztsova E D. Phys. Status Solidi B, 2022, 259(4): 2100501.
[29]
Sprinkle M, Ruan M, Hu Y, Hankinson J, Rubio-Roy M, Zhang B, Wu X, Berger C, de Heer W A. Nat. Nanotechnol., 2010, 5(10): 727.
[30]
Wang H S, Chen L X, Elibol K, He L, Wang H M, Chen C, Jiang C X, Li C, Wu T R, Cong C X, Pennycook T J, Argentero G, Zhang D L, Watanabe K, Taniguchi T, Wei W Y, Yuan Q H, Meyer J C, Xie X M. Nat. Mater., 2021, 20(2): 202.
[31]
Talyzin A V, Anoshkin I V, Krasheninnikov A V, Nieminen R M, Nasibulin A G, Jiang H, Kauppinen E I. Nano Lett., 2011, 11(10): 4352.
[32]
Kuzmany H, Shi L, Martinati M, Cambré S, Wenseleers W, Kürti J, Koltai J, Kukucska G, Cao K C, Kaiser U, Saito T, Pichler T. Carbon, 2021, 171: 221.
[33]
Zhang Y F, Cao K C, Saito T, Kataura H, Kuzmany H, Pichler T, Kaiser U, Yang G W, Shi L. Nano Res., 2022, 15(3): 1709.
[34]
Chuvilin A, Bichoutskaia E, Gimenez-Lopez M C, Chamberlain T W, Rance G A, Kuganathan N, Biskupek J, Kaiser U, Khlobystov A N. Nat. Mater., 2011, 10(9): 687.
[35]
Li G X, Li Y L, Liu H B, Guo Y B, Li Y J, Zhu D B. Chem. Commun., 2010, 46(19): 3256.
[36]
Bai H C, Zhu Y, Qiao W Y, Huang Y H. RSC Adv., 2011, 1(5): 768.
[37]
Chen C, Li J, Sheng X L. Phys. Lett. A, 2017, 381(38): 3337.
[38]
Lin Z Z, Wei Q, Zhu X M. Carbon, 2014, 66: 504.
[39]
Serafini P, Milani A, Tommasini M, Castiglioni C, Casari C S. Phys. Rev. Materials, 2020, 4: 014001.
[40]
Kang J, Wu F M, Li J B. J. Phys.: Condens. Matter, 2012, 24(16): 165301.
[41]
Zhou W X, Shen H, Zeng Y, Yi Y P, Zuo Z C, Li Y J, Li Y L. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(12): 4908.
[42]
Wang X Q, Li H D, Wang J T. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15(6): 2024.
[43]
Denis P A. J. Phys. Chem. C, 2014, 118(43): 24976.
[44]
Fan Q, Yan L, Tripp M W, Krej? í O, Dimosthenous S, Kachel S R, Chen M, Foster A S, Koert U, Liljeroth P, Gottfried J M. Science, 2021, 372: 852.
[45]
Shen H, Yang R Y, Xie K, Yu Z Y, Zheng Y X, Zhang R J, Chen L Y, Wu B R, Su W S, Wang S Y. Phys. Chem. Chem. Phys., 2022, 24(1): 357.
[46]
Ge H Y, Wang G, Liao Y. Chem. Phys. Lett., 2016, 648: 97.
[47]
Karaush N N, Bondarchuk S V, Baryshnikov G V, Minaeva V A, Sun W H, Minaev B F. RSC Adv., 2016, 6(55): 49505.
[48]
Schlütter F, Nishiuchi T, Enkelmann V, Müllen K. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53(6): 1538.
[49]
Zhang Z H, Guo W L. Phys. Rev. B, 2008, 77: 439.
[50]
Lai L, Lu J, Wang L, Luo G F, Zhou J, Qin R, Gao Z X, Mei W N. J. Phys. Chem. C, 2009, 113(6): 2273.
[51]
Chen W, Li Y F, Yu G T, Li C Z, Zhang S B, Zhou Z, Chen Z F. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(5): 1699.
[52]
Ding Y, Wang Y L, Ni J. Appl. Phys. Lett., 2009, 94(7): 073111.
[53]
Zeng H B, Zhi C Y, Zhang Z H, Wei X L, Wang X B, Guo W L, Bando Y, Golberg D. Nano Lett., 2010, 10(12): 5049.
[54]
Erickson K J, Gibb A L, Sinitskii A, Rousseas M, Alem N, Tour J M, Zettl A K. Nano Lett., 2011, 11(8): 3221.
[55]
Li L, Li L H, Chen Y, Dai X J, Lamb P R, Cheng B M, Lin M Y, Liu X W. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52(15): 4212.
[56]
Liao Y L, Chen Z F, Connell J W, Fay C C, Park C, Kim J W, Lin Y. Adv. Funct. Mater., 2014, 24(28): 4497.
[57]
Lin Y, Williams T V, Xu T B, Cao W, Elsayed-Ali H E, Connell J W. J. Phys. Chem. C, 2011, 115(6): 2679.
[58]
Han G H, Rodríguez-Manzo J A, Lee C W, Kybert N J, Lerner M B, Qi Z J, Dattoli E N, Rappe A M, Drndic M, Johnson A T C. ACS Nano, 2013, 7(11): 10129.
[59]
Vy T, Yang L. Phys. Rev. B, 2014, 89: 106.
[60]
de Sousa D J P, de Castro L V, da Costa D R, Pereira J M. Phys. Rev. B, 2016, 94(23): 235415.
[61]
Wu Q Y, Shen L, Yang M, Cai Y Q, Huang Z G, Feng Y P. Phys. Rev. B, 2015, 92(3): 035436.
[62]
Taghizadeh Sisakht E, Zare M H, Fazileh F. Phys. Rev. B, 2015, 91(8): 085409.
[63]
Castellanos-Gomez A, Vicarelli L, Prada E, Island J O, Narasimha-Acharya K L, Blanter S I, Groenendijk D J, Buscema M, Steele G A, Alvarez J V, Zandbergen H W, Palacios J J, van der Zant H S J. 2D Mater., 2014, 1(2): 025001.
[64]
Masih Das P, Danda G, Cupo A, Parkin W M, Liang L B, Kharche N, Ling X, Huang S X, Dresselhaus M S, Meunier V, Drndi? M. ACS Nano, 2016, 10(6): 5687.
[65]
Feng X W, Huang X, Chen L, Tan W C, Wang L, Ang K W. Adv. Funct. Mater., 2018, 28(28): 1801524.
[66]
Watts M C, Picco L, Russell-Pavier F S, Cullen P L, Miller T S, Bartu? S P, Payton O D, Skipper N T, Tileli V, Howard C A. Nature, 2019, 568(7751): 216.
[67]
Liu Q, Zhang X, Wang J H, Zhang Y L, Bian S, Cheng Z Q, Kang N, Huang H, Gu S, Wang Y, Liu D N, Chu P K, Yu X F. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(34): 14383.
[68]
Lee Y H, Zhang X Q, Zhang W J, Chang M T, Lin C T, Chang K D, Yu Y C, Wang J T W, Chang C S, Li L J, Lin T W. Adv. Mater., 2012, 24(17): 2320.
[69]
Li Y F, Zhou Z, Zhang S B, Chen Z F. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(49): 16739.
[70]
Wang R, Zhou X Y, Xu X Y, Hu J G, Pan J. J. Phys. D: Appl. Phys., 2017, 50(9): 095102.
[71]
Pan H, Zhang Y W. J. Mater. Chem., 2012, 22(15): 7280.
[72]
Ma C R, Yan J H, Huang Y C, Zheng Z Q, Yang G W. Nanotechnology, 2020, 31(6): 065204.
[73]
Vasu K, Yamijala S S R K C, Zak A, Gopalakrishnan K, Pati S K, Rao C N R. Small, 2015, 11(32): 3916.
[74]
Wang Z Y, Li H, Liu Z, Shi Z J, Lu J, Suenaga K, Joung S K, Okazaki T, Gu Z N, Zhou J, Gao Z X, Li G P, Sanvito S, Wang E G, Iijima S. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(39): 13840.
[75]
Li S S, Lin Y C, Zhao W, Wu J, Wang Z, Hu Z H, Shen Y D, Tang D M, Wang J Y, Zhang Q, Zhu H, Chu L Q, Zhao W J, Liu C, Sun Z P, Taniguchi T, Osada M, Chen W, Xu Q H, Wee A T S, Suenaga K, Ding F, Eda G. Nat. Mater., 2018, 17(6): 535.
[76]
Yang C X, Wang B, Xie Y N, Zheng Y F, Jin C H. Nanotechnology, 2019, 30(25): 255602.
[77]
Wu D, Shi J, Zheng X M, Liu J X, Dou W D, Gao Y L, Yuan X M, Ouyang F P, Huang H. Phys. Status Solidi RRL, 2019, 13(7): 1900063.
[78]
Hung Y H, Lu A Y, Chang Y H, Huang J K, Chang J K, Li L J, Su C Y. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(32): 20993.
[79]
Li Q, Walter E C, van der Veer W E, Murray B J, Newberg J T, Bohannan E W, Switzer J A, Hemminger J C, Penner R M. J. Phys. Chem. B, 2005, 109(8): 3169.
[80]
Chen T, Hao G L, Wang G, Li B, Kou L Z, Yang H, Zheng X M, Zhong J X.2D Mater., 2019, 6(2): 025002.
[81]
Zhang H M, Li Z Y. J. Phys.: Condens. Matter, 2020, 32(36): 365303.
[82]
Chen H J, Xie Y A, Cui H L, Zhao W, Zhu X L, Wang Y M, Lü X, Huang F Q. Chem. Commun., 2014, 50(34): 4475.
[83]
Wang Z X, Zhang X, Hachtel J A, Apte A, Tiwary C S, Vajtai R, Idrobo J C, Ozturk R, Ajayan P. Nanoscale Horiz., 2019, 4(3): 689.
[84]
Chen Y X, Cui P, Ren X B, Zhang C D, Jin C H, Zhang Z Y, Shih C K. Nat. Commun., 2017, 8: 15135.
[85]
Poh S M, Tan S J R, Zhao X X, Chen Z X, Abdelwahab I, Fu D Y, Xu H, Bao Y, Zhou W, Loh K P. Adv. Mater., 2017, 29(12): 1605641.
[86]
Cheng F, Xu H, Xu W T, Zhou P J, Martin J, Loh K P. Nano Lett., 2017, 17(2): 1116.
[87]
Zhang H, Li X B, Liu L M. J. Appl. Phys., 2013, 114(9): 093710.
[88]
Lopez-Urias F, Elias A L, Perea-Lopez N, Gutierrez H R, Terrones M, Terrones H.2D Mater., 2015, 2: 015002.
[89]
Han D, Wang M, Yang X H, Du M, Cheng L, Wang X Y. J. Alloys Compd., 2022, 903: 163850.
[90]
Nethravathi C, Jeffery A A, Rajamathi M, Kawamoto N, Tenne R, Golberg D, Bando Y. ACS Nano, 2013, 7(8): 7311.
[91]
Heyne M H, de Marneffe J F, Delabie A, Caymax M, Neyts E C, Radu I, Huyghebaert C, de Gendt S. Nanotechnology, 2017, 28(4): 04LT01.
[92]
Wang Z Y, Zhao K K, Li H, Liu Z, Shi Z J, Lu J, Suenaga K, Joung S K, Okazaki T, Jin Z X, Gu Z N, Gao Z X, Iijima S. J. Mater. Chem., 2011, 21(1): 171.
[93]
Chen K X, Luo Z Y, Mo D C, Lyu S S. Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18(24): 16337.
[94]
Shahbazi M. Phys. B Condens. Matter, 2018, 545: 159.
[95]
Wang J, Xie F, Cao X H, An S C, Zhou W X, Tang L M, Chen K Q. Sci. Rep., 2017, 7: 41418.
[96]
Stanford M G, Pudasaini P R, Cross N, Mahady K, Hoffman A N, Mandrus D G, Duscher G, Chisholm M F, Rack P D. Small Methods, 2017, 1(4): 1600060.
[97]
Duan Z J, Chen T, Shi J W, Li J, Song K, Zhang C, Ding S J, Li B, Wang G, Hu S G, He X Y, He C Y, Xu H, Liu X F, Jin C H, Zhong J X, Hao G L. Sci. Bull., 2020, 65(12): 1013.
[98]
Aljarb A, Fu J H, Hsu C C, Chuu C P, Wan Y, Hakami M, Naphade D R, Yengel E, Lee C J, Brems S, Chen T A, Li M Y, Bae S H, Hsu W T, Cao Z, Albaridy R, Lopatin S, Chang W H, Anthopoulos T D, Kim J, Li L J, Tung V. Nat. Mater., 2020, 19(12): 1300.
[99]
Wang J H, Yang W, Zhou M, Yang Y, Yan J Y, Zhang P. Phys. Lett. A, 2018, 382(38): 2754.
[100]
Ghosh B, Gupta A, Bishnoi B. J. Semicond., 2014, 35(11): 113002.
[101]
Kwak J, Jo Y, Song S, Kim J H, Kim S Y, Lee J U, Lee S, Park J, Kim K, Lee G D, Yoo J W, Kim S Y, Kong Y M, Lee G H, Lee wan-gyu, Park J, Xu X D, Cheong H, Yoon E, Lee Z, Kwon S Y. Adv. Mater., 2018, 30(30): 1707260.
[102]
Zhou Y, Jang H, Woods J M, Xie Y J, Kumaravadivel P, Pan G A, Liu J B, Liu Y H, Cahill D G, Cha J J. Adv. Funct. Mater., 2017, 27(8): 1605928.
[103]
Zhou J D, Liu F C, Lin J H, Huang X W, Xia J, Zhang B W, Zeng Q S, Wang H, Zhu C, Niu L, Wang X W, Fu W, Yu P, Chang T R, Hsu C H, Wu D, Jeng H T, Huang Y Z, Lin H, Shen Z X, Yang C L, Lu L, Suenaga K, Zhou W, Pantelides S T, Liu G T, Liu Z. Adv. Mater., 2017, 29(3): 201770015.
[104]
Li J, Hong M L, Sun L J, Zhang W F, Shu H B, Chang H X. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(1): 458.
[105]
Kanda N, Nakanishi Y, Liu D, Liu Z, Inoue T, Miyata Y, Tománek D, Shinohara H. Nanoscale, 2020, 12(33): 17185.
[106]
Lim H E, Liu Z, Kim J, Pu J, Shimizu H, Endo T, Nakanishi Y, Takenobu T, Miyata Y. ACS Appl. Nano Mater., 2022, 5(2): 1775.
[107]
Tongay S, Sahin H, Ko C, Luce A, Fan W, Liu K, Zhou J, Huang Y S, Ho C H, Yan J. Nat. Commun., 2015, 5: 3252.
[108]
Yu Z G, Cai Y Q, Zhang Y W. Sci. Rep., 2015, 5: 13783.
[109]
He X X, Liu F C, Hu P, Fu W, Wang X L, Zeng Q S, Zhao W, Liu Z. Small, 2015, 11(40): 5423.
[110]
Norman L T, Biskupek J, Rance G A, Stoppiello C T, Kaiser U, Khlobystov A N. Nano Res., 2022, 15(2): 1282.

基金资助

广州市基础研究计划基础与应用基础研究项目(202201011790)

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