石墨烯由排列成蜂窩結構的單層碳原子組成。這種材料不僅在基礎研究中受到關注，而且由于其獨特的性能（包括出色的導電性及力學性能）在各種應用中也引起了人們的興趣。為了挖掘石墨烯的潛能，許多研究團隊都在嘗試使用不同元素的原子代替晶格中的碳原子，以期待看到不同的特性。此外若能在晶格中形成孔，還能改變石墨烯的電磁性能。

不久前，由巴塞爾大學的物理學家Ernst Meyer教授和伯恩大學的化學家dr. Shi-Xia Liu 領導的一個研究小組成功研發出了一批特殊的多孔石墨烯帶，不僅含有周期性孔，而且晶格中的特定碳原子會被氮原子取代——整體結構類似于梯子，每個梯級包含兩個氮原子。研究人員在《美國化學會雜志》上報告說，這些碳帶具有半導體特性，使其在電子和量子計算中具有吸引力。

在梯子的每個梯級中，兩個碳原子已被氮原子（藍色）所取代

為了合成這些多孔的，含氮的石墨烯碳帶，研究人員在真空中一步一步地加熱了各個構件，并在銀表面上對其進行了加熱。帶狀物在高達220℃的溫度下形成。原子力顯微鏡使研究人員不僅可以監測合成中的各個步驟，而且可以確認分子是否具有完美的梯形結構和穩定性。

利用掃描隧道顯微鏡，來自巴塞爾大學物理系和瑞士納米科學研究所的科學家們也證明了這些新的石墨烯帶不再像純石墨烯一樣是電導體，反而能起到半導體的作用。伯爾尼大學和沃里克大學的同事通過對電子特性進行理論計算，證實了這些發現。該研究的第一作者RémyPawlak博士說：“半導體性能對于電子學中的潛在應用至關重要，因為它們的電導率可以專門調節。”

從文獻中可以知道，當受到磁場作用時，石墨烯晶格中高濃度的氮原子會導致石墨烯帶磁化。“我們期望這些多孔的、摻氮的石墨烯帶能夠表現出非凡的磁性，” Ernst Meyer 說。“因此，未來這種帶狀材料在量子計算中的應用可能會受到關注。”

粉體圈 Coco編譯