近日，中南大學物理與電子學院“超微結構與超快過程湖南省重點實驗室”孫健教授、劉曉遲副教授研究團隊在國際頂尖學術刊物《ACSNano》（JCR1區，自然指數期刊，影響因子13.7）發表了關于石墨烯納米帶單量子點器件的實驗研究成果。論文題為“QuantumDotFormationinControllablyDopedGrapheneNanoribbon”，是該團隊與日本國立北陸先端科技大學HiroshiMizuta教授團隊合作研究成果，孫健教授是論文的唯一通訊作者。

石墨烯單量子點晶體管器件對于凝聚態物理中研究電子輸運性質有著重要的意義，其次也在電子器件領域也有著廣泛的潛在應用。與半導體二維電子氣體系不同，單層石墨烯是沒有帶隙的半金屬材料，不能通過傳統的柵極靜電場拘束效應來構建量子點器件。而需要通過納米加工技術將石墨烯刻蝕成幾十納米寬的納米帶去打開一個能隙，同時通過加工不同的寬度在納米帶中實現單量子點的能帶結構，器件的加工難度大。

中南大學孫健、劉曉遲團隊在《ACSNano》發表最新研究成果

本項工作使用氫聚硅氧烷（HSQ）高精度電子束光刻膠為蝕刻掩模板加工均一寬度的石墨烯納米帶，同時通過調控電子束曝光強度來控制HSQ對石墨烯納米帶的化學摻雜，可以在納米帶中實現納米精度量級的可控摻雜，從而構建出量子點的能帶結構，為今后實現石墨烯量子點器件提供了新的技術工藝。在低溫下的電荷穩定性譜測量中觀測到了清晰的庫倫阻塞菱形圖案，很好的證實了單量子點的形成。這是團隊繼2018年發表AppliedPhysicsLetters（AppliedPhysicsLetters113(13),133101(2018)）論文以來，又一次在石墨烯量子點器件領域取得成果。本項研究獲得了國家自然科學基金的支持。