原標題：新型碳材料有望應用於未來晶片 中國科大一科研成果再登《自然》
10月29日，中國科學技術大學又一項重要科研成果登上國際頂尖學術期刊《自然》。該校合肥微尺度物質科學國家研究中心團隊聯合合作者成功製備出一種新型碳納米帶，並通過實驗證實這種寬度僅約0.9納米的碳材料能夠像金屬一樣導電，讓近30年前的科學預言得到實驗驗證。相關成果有望為未來碳基晶片的研發提供新的材料選擇。
同樣由碳原子組成，金剛石與石墨卻有著截然不同的性質，原因就在於碳原子的排列方式不同。比如，石墨烯中的碳原子排列成六元環，形成蜂窩狀網絡。那麼，如果將六元環換成五元環和七元環，又會發生什麼？
早在1996年，科學家就從理論上預言，這樣的碳結構可能像金屬一樣導電。這類結構被稱為碳五七環結構，由於碳原子通過共價鍵連接，卻能表現出金屬的電子性質，因此又被稱為“共價金屬”。但理論預言要變成現實並不容易，近30年來，這一直是有待實驗回答的關鍵問題。
此次，中國科大等研究團隊通過分步表面合成成功突破了這一難題。其通過調整合成路線，選擇較為穩定的分子作為起點，經過連接、加熱重排等步驟，成功製備出僅由五元環和七元環構成的碳納米帶，突破了此前相關結構難以精確製備的難題。
隨後，團隊通過實驗驗證了這種材料的導電性能。結果顯示，其中一種寬度僅約0.9納米的碳納米帶具有金屬性，能夠實現高效電子輸運。研究人員還發現，即使由相同類型的碳環構成，原子排列方式不同，材料也會表現出不同的電子性質。
這項研究不僅建立了金屬性碳五七環納米帶的合成路徑，也通過實驗表明，通過設計碳原子的連接方式，可以在亞納米寬度的碳骨架中實現高效電子輸運。未來，這類材料有望作為原子尺度導線和互連單元，在碳基晶片中發揮作用。（文 卞怡菲）
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