近日，巴塞尔大学的物理学家成功地合成掺杂硼元素的石墨烯纳米带，并表征了其结构、电子和化学性质。修饰后的石墨烯纳米带材料可以作为传感器，探测生态破坏材料——氮氧化物，该研究成果发表在最新《自然通讯》上。

作为提高电子设备性能的材料，石墨烯是最有前途的材料之一。二维碳板的电子迁移率高，因此具有良好的导电性。与其他半导体材料相比，石墨烯材料没有所谓的带隙，无法在一个能量范围内存在稳定状态的电子。因此，这种材料可以避免电子设备关闭的情况出现。为了利用石墨烯制造高效的电子开关，必须使得石墨烯材料可以在“开”和“关”之间切换。

该问题的解决方案在于削减的石墨烯片的纳米带(GNR)，从而改变石墨烯的带隙，其带隙取决于形状的宽度。

在金表面上合成石墨烯纳米带

为了使得石墨烯带的带隙优化，与制备成熟的硅半导体类似，研究人员将石墨烯带掺杂其他元素。为此，研究人员在纯石墨烯材料中引入杂质，从而调节其电气性能。氮掺杂的石墨烯材料已经处于研究阶段，但是掺杂硼的石墨烯还处于未知阶段，掺杂后的电子和化学性质也一直不清楚。

巴塞尔大学物理系的Ernst Meyer教授和Shigeki Kawai教授与日本和芬兰大学的研究人员合作，成功地合成具有不同带宽的石墨烯带。该合成方法是在金自动清洁表面上使用前驱体分子发生表面化学反应。材料合成中的化学结构直接通过先进的低温原子力显微镜观测。

氮氧化物传感器

该研究确定了掺杂时硼原子的掺杂位置及其掺杂比率——硼原子相对于石墨烯纳米带原子总数的百分数（4.8%）。通过以一氧化氮气体进行测试，其传感器材料的化学性质（路易斯酸度）也可以测试出来。

一氧化氮气体在掺杂硼元素的石墨烯纳米带上具有很高的吸附选择性。测量表明，掺杂硼元素的石墨烯纳米作为传感器可以用于检测氮氧化物（目前业界的极具环境破坏力的热门话题），并具有超高的灵敏度。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼    校正：摩天轮