從理論上講，氮摻雜Kagome石墨烯（N-KG）一直被預(yù)測為拓撲帶隙和非常規(guī)超導(dǎo)性出現(xiàn)的候選者。但是，其物理實現(xiàn)仍然存在巨大挑戰(zhàn)。這里，在Ag（111）上借助底物輔助反應(yīng)，合成了二維石墨烯片，它擁有遠距離蜂窩狀的Kagome晶格。通過低溫掃描隧道顯微鏡（STM）和帶有CO尖端的原子力顯微鏡（AFM），以及密度泛函理論（DFT），表征了N-KG在原子尺度內(nèi)的結(jié)構(gòu)和電子特性。該工作證實了N-KG中由于氮摻雜以及費米層附近出現(xiàn)的Kagome平坦帶所引起的半導(dǎo)體特性，這將為石墨烯基拓撲材料的設(shè)計開辟了新路線。
Figure 1. N-KG的表面合成。a）AFM圖像。b）由脫溴的TBQP分子形成的組裝體。c）STM圖。d）N-KG中有兩個節(jié)點的AFM圖。e，f）有三個節(jié)點的AFM圖，分別通過配位鍵和共價鍵連接的三個單體組成。
Figure 2. 在Ag（111）上吸附的N-KG的結(jié)構(gòu)。a）N-KG結(jié)構(gòu)的頂視圖。b）DFT優(yōu)化的Ag（111）上的N-KG結(jié)構(gòu)，和c）模擬的AFM圖。d）Ag（111）上N-KG的AFM圖，和e）對應(yīng)的BR-STM圖像。
Figure 3. Ag（111）上N-KG的電子性質(zhì)。a）N-KG的STM圖。b）采集的dI/dV微分電導(dǎo)圖。c）用金屬尖端采集的一系列dI/dV圖。d）通過DFT計算的預(yù)計態(tài)密度（PDOS）。e）N-KG的HOMO和LUMO的軌道密度分布。
該研究工作由瑞士伯爾尼大學(xué)Shi-Xia Liu和瑞士巴塞爾大學(xué)Ernst Meyer課題組于2021年發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。原文：On-Surface Synthesis of Nitrogen-Doped Kagome Graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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