自2004年发现石墨烯以来，其优良的力学、热学、电学等特性吸引了各行业科学家的极大关注，并由此引发了人们对二维材料的研究兴趣。然而，纯的二位石墨烯是无带隙的半金属材料，因此极大地限制了其在电子学领域的应用。一维石墨烯纳米带的合成克服了二维石墨烯的缺点，尤其是bottom-up方法的引入，使合成的石墨烯纳米带具有边界平滑、宽度可调及缺陷较少的特点。
近日，公司王舒东博士在基于bottom-up方法合成的石墨烯“V”型纳米带基础上，通过多体微扰理论与非绝热分子动力学相结合的方法，研究了这种结构中激子的光吸收与热载流子的动力学过程。
在bottom-up合成过程中，通过对前驱分子的选择可控制合成的结构，如上图所示。实验证明，未掺杂和掺杂氮原子的结构可组成类似p-n结的器件。然而其电子结构的不同，会对光电子的寿命产生影响。计算结果表明两种结构中光激发电子的寿命有很大差异，掺杂后光电子寿命减小了约35%（图2）。进一步的计算表明，寿命的降低来源于掺杂结构较小的导带能级间距和较多的声子振动模式参与了电子的弛豫，如图3所示。
对空穴弛豫的研究表明，未掺杂的结构空穴寿命反而比掺杂的小，这是由于未掺杂结构能级间距较小，更有利于空穴在不同能级之间跃迁导致。
本研究内容对bottom-up合成石墨烯纳米带在光电子领域的应用具有重要的指导作用。相关成果发表于Elsevier出版的国际碳材料顶级期刊Carbon上（Carbon 124，308，2017，SCI一区，IF：6.337），并受国家自然科学基金及内蒙古自治区自然科学基金的资助。王舒东博士为该论文的第一作者与通讯作者，其研究生郭荣为第二作者。
原文链接： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622317308795?via%3Dihub
此外，王舒东博士与意大利国家研究委员会纳米研究所和奥地利、德国及瑞士研究组合作的文章也于近日发表于纳米材料一区期刊Nanoscale上（Nanoscale, 9, 18326，2017；SCI一区，IF：7.367）。该论文是理论与实验合作，王舒东博士为共同第一作者。文章阐述了bottom-up方法合成“V”型石墨烯纳米带的光响应特性，结果表明激子光吸收占据了主导，理论计算也给出了各个吸收峰对应的激发态电子跃迁组合及激子的空间分布状态。该工作进一步证实了衬底对合成结构光响应的影响，以及多体理论对差分光谱及能量损失谱在石墨烯体系的成功应用。
文章原文链接：http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/NR/C7NR06175G#!divAbstract
