Präzise Graphen‐Nanostreifen Heteroübergänge durch Kettenwachstumspolymerisation

Abstract

AbstractGraphene‐Nanostreifen (GNS, engl. GNR) werden als vielversprechende Kandidaten für Nanoelektroniken der nächsten Generation gehandelt. Besonders Heteroübergänge in diesen Materialien erhalten durch ihre exotischen topologischen elektronischen Phasen am Heteroübergang in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit. Allerdings sind Synthesestrategien für die atompräzise Synthese noch am Beginn ihrer Entwicklung. Hier berichten wir von einer neuartigen Strategie zur Kettenwachstumspolymerisation für die Konstruktion von Heteroübergängen zwischen N=9 Sessel‐GNR (engl. armchair, 9‐AGNR) und chevron GNRs (cGNR). Die Synthese beinhaltet eine kontrollierte Suzuki–Miyaura Katalysatortransferpolymerisation (engl. SCTP) zwischen 2‐(6′‐bromo‐4,4′′‐ditetradecyl‐[1,1′:2′,1′′‐terphenyl]‐3′‐yl)boronsäureester (M1) und 2‐(7‐bromo‐9,12‐diphenyl‐10,11‐bis(4‐tetradecylphenyl)‐triphenylen‐2‐yl)boronsäureester (M2) um das Blockcopolymer poly‐M1/M2 mit einem kontrollierten Mn (18 kDa) und einem schmalen Polydispersitätsindex Đ (1.45) zu erhalten. Darauf folgt eine Schollreaktion des Blockcopolymers zur Heterostruktur 9‐AGNR/cGNR. NMR und SEC von poly‐M1/M2 bestätigen die erfolgreiche Blockcopolymerisation. Die lösungsvermittelte Zyklodehydrierung von poly‐M1/M2 zu 9‐AGNR/cGNR wurde eindeutig über FT‐IR, Raman und UV/Vis Spektroskopie nachgewiesen. Weiter konnten wir die Ausbildung von 9‐AGNR/cGNR durch Oberflächenchemie des unsubstituierten Blockcopolymers mit Hilfe von Rastertunnelmikroskopie (RTM) direkt visualisieren.