Bottom-up synthesis of multifunctional nanoporous graphene
Moreno, Cesar (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Vilas Varela, Manuel (Universidade de Santiago de Compostela. Departamento de Química Orgánica)
Kretz, Bernhard (Donostia International Physics Center)
Garcia-Lekue, Aran (Basque Foundation for Science)
Costache, Marius Vasile. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Paradinas Aranjuelo, Marcos (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Panighel, Mirco (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ceballos, Gustavo (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Valenzuela, Sergio O. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Peña, Diego (Universidade de Santiago de Compostela. Departamento de Química Orgánica)
Mugarza, Aitor (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Date:	2018
Abstract:	Nanosize pores can turn semimetallic graphene into a semiconductor and, from being impermeable, into the most efficient molecular-sieve membrane. However, scaling the pores down to the nanometer, while fulfilling the tight structural constraints imposed by applications, represents an enormous challenge for present top-down strategies. Here we report a bottom-up method to synthesize nanoporous graphene comprising an ordered array of pores separated by ribbons, which can be tuned down to the 1-nanometer range. The size, density, morphology, and chemical composition of the pores are defined with atomic precision by the design of the molecular precursors. Our electronic characterization further reveals a highly anisotropic electronic structure, where orthogonal one-dimensional electronic bands with an energy gap of ∼1 electron volt coexist with confined pore states, making the nanoporous graphene a highly versatile semiconductor for simultaneous sieving and electrical sensing of molecular species.
Grants:	Ministerio de Economía y Competitividad MAT2016-78293-C6-2-R Ministerio de Economía y Competitividad MAT2016-78293-C6-3-R Ministerio de Economía y Competitividad MAT2016-78293-C6-4-R Ministerio de Economía y Competitividad MAT2016-75952-R Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2013-0295 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-715 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-56 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-827 European Commission 696656 European Commission 600385
Rights:	Tots els drets reservats.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Published in:	Science, Vol. 360, Issue 6385 (April 2018) , p. 199-203, ISSN 1095-9203

DOI: 10.1126/science.aar2009

Postprint 11 p, 967.1 KB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)
Articles > Research articles
Articles > Published articles