福州科研团队突破石墨烯纳米带技术

福州科研力量关注前沿突破：中科院团队在福建高校合作背景下实现石墨烯纳米带新构型合成

石墨烯纳米带是一类具有一维结构的碳基纳米材料，因其可调控的能带间隙与优异的电子输运特性，正成为半导体器件、自旋电子学及量子信息领域的关键候选材料。尤其在福建福州，随着闽都实验室、福州大学能源与光催化国家重点实验室等平台持续强化基础研究布局，此类原子级精准合成工作日益受到本地产学研界高度关注。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头，联合瑞士联邦材料科学与技术研究所、德国马克斯-普朗克高分子研究所，成功设计并合成了前驱体分子MPor–DBA。该分子经热诱导表面反应，在Au(111)单晶基底上实现了“自下而上”的可控组装，最终获得具有周期性卟啉边缘修饰的锯齿型石墨烯纳米带（3ZGNR）系列新材料。

实验揭示多项关键物性：ZnPor–3ZGNR展现出高度离域的导带与价带结构，载流子有效质量显著降低，预示其具备优异的电荷迁移能力；2HPor–3ZGNR可在金表面自发吸附Au原子，形成局域金属化单元，进而诱导内部电荷再分布，在同一条纳米带上构筑出天然P–N异质结；而引入磁性Fe中心的FePor–3ZGNR，则通过Fe的d轨道与碳骨架π电子强杂化，实现了铁单元间长程自旋耦合，为构建量子自旋链提供了全新路径。

该成果不仅拓展了石墨烯纳米带的功能化维度，更首次将过渡金属d电子体系系统性引入纳米带主干调控中，为开发高性能柔性半导体、高灵敏化学传感器及室温量子器件奠定了材料基础。相关论文已发表于国际权威期刊《自然-化学》（Nature Chemistry），获国家自然科学基金与中国科学院战略性先导科技专项支持。

（责编：赵竹青、吕骞）