从理论上讲，氮掺杂Kagome石墨烯（N-KG）一直被预测为拓扑带隙和非常规超导性出现的候选者。但是，其物理实现仍然存在巨大挑战。这里，在Ag（111）上借助底物辅助反应，合成了二维石墨烯片，它拥有远距离蜂窝状的Kagome晶格。通过低温扫描隧道显微镜（STM）和带有CO尖端的原子力显微镜（AFM），以及密度泛函理论（DFT），表征了N-KG在原子尺度内的结构和电子特性。该工作证实了N-KG中由于氮掺杂以及费米层附近出现的Kagome平坦带所引起的半导体特性，这将为石墨烯基拓扑材料的设计开辟了新路线。
 
  
Figure 1. N-KG的表面合成。a）AFM图像。b）由脱溴的TBQP分子形成的组装体。c）STM图。d）N-KG中有两个节点的AFM图。e，f）有三个节点的AFM图，分别通过配位键和共价键连接的三个单体组成。
 
 
Figure 2. 在Ag（111）上吸附的N-KG的结构。a）N-KG结构的顶视图。b）DFT优化的Ag（111）上的N-KG结构，和c）模拟的AFM图。d）Ag（111）上N-KG的AFM图，和e）对应的BR-STM图像。
 
 
Figure 3. Ag（111）上N-KG的电子性质。a）N-KG的STM图。b）采集的dI/dV微分电导图。c）用金属尖端采集的一系列dI/dV图。d）通过DFT计算的预计态密度（PDOS）。e）N-KG的HOMO和LUMO的轨道密度分布。
  
        该研究工作由瑞士伯尔尼大学Shi-Xia Liu和瑞士巴塞尔大学Ernst Meyer课题组于2021年发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。原文：On-Surface Synthesis of Nitrogen-Doped Kagome Graphene。

转自《石墨烯杂志》公众号