Recently developed processes have enabled bottom-up chemical synthesis of graphene nanoribbons (GNRs) with precise atomic structure. These GNRs are ideal candidates for electronic devices because of their uniformity, extremely narrow width below 1 nm, atomically perfect edge structure, and desirable electronic properties. Here, we demonstrate nano-scale chemically synthesized GNR field-effect transistors, made possible by development of a reliable layer transfer process. We observe strong environmental sensitivity and unique transport behavior characteristic of sub-1 nm width GNRs.

1.
K.
Nakada
,
M.
Fujita
,
G.
Dresselhaus
, and
M. S.
Dresselhaus
,
Phys. Rev. B
54
,
17954
(
1996
).
2.
M. Y.
Han
,
B.
Özyilmaz
,
Y.
Zhang
, and
P.
Kim
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
206805
(
2007
).
3.
Z.
Chen
,
Y.-M.
Lin
,
M. J.
Rooks
, and
P.
Avouris
,
Physica E
40
,
228
(
2007
).
4.
Y.-W.
Son
,
M. L.
Cohen
, and
S. G.
Louie
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
216803
(
2006
).
5.
X.
Li
,
X.
Wang
,
L.
Zhang
,
S.
Lee
, and
H.
Dai
,
Science
319
,
1229
(
2008
).
6.
G.
Liang
,
N.
Neophytou
,
D. E.
Nikonov
, and
M. S.
Lundstrom
,
IEEE Trans. Electron Devices
54
,
677
(
2007
).
7.
X.
Wang
,
Y.
Ouyang
,
X.
Li
,
H.
Wang
,
J.
Guo
, and
H.
Dai
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
206803
(
2008
).
8.
H.
Hsu
and
L.
Reichl
,
Phys. Rev. B
76
,
045418
(
2007
).
9.
J.
Guo
,
D.
Gunlycke
, and
C. T.
White
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
163109
(
2008
).
10.
Y.-W.
Son
,
M. L.
Cohen
, and
S. G.
Louie
,
Nature
446
,
342
(
2007
).
11.
W. Y.
Kim
and
K. S.
Kim
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
408
(
2008
).
12.
J.
Cai
,
P.
Ruffieux
,
R.
Jaafar
,
M.
Bieri
,
T.
Braun
,
S.
Blankenburg
,
M.
Muoth
,
A. P.
Seitsonen
,
M.
Saleh
,
X.
Feng
,
K.
Muellen
, and
R.
Fasel
,
Nature
466
,
470
(
2010
).
13.
P.
Ruffieux
,
J.
Cai
,
N. C.
Plumb
,
L.
Patthey
,
D.
Prezzi
,
A.
Ferretti
,
E.
Molinari
,
X.
Feng
,
K.
Müllen
, and
C. A.
Pignedoli
,
ACS Nano
6
,
6930
(
2012
).
14.
M.
Koch
,
F.
Ample
,
C.
Joachim
, and
L.
Grill
,
Nat. Nanotechnol.
7
,
713
(
2012
).
15.
S.
Linden
,
D.
Zhong
,
A.
Timmer
,
N.
Aghdassi
,
J.
Franke
,
H.
Zhang
,
X.
Feng
,
K.
Müllen
,
H.
Fuchs
,
L.
Chi
, and
H.
Zacharias
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
216801
(
2012
).
16.
J.
van der Lit
,
M. P.
Boneschanscher
,
D.
Vanmaekelbergh
,
M.
Ijäs
,
A.
Uppstu
,
M.
Ervasti
,
A.
Harju
,
P.
Liljeroth
, and
I.
Swart
,
Nat. Commun.
4
,
2023
(
2013
).
17.
H.
Huang
,
D.
Wei
,
J.
Sun
,
S. L.
Wong
,
Y. P.
Feng
,
A. H. C.
Neto
, and
A. T. S.
Wee
,
Sci. Rep.
2
,
983
(
2012
).
18.
Y.-C.
Chen
,
D. G.
de Oteyza
,
Z.
Pedramrazi
,
C.
Chen
,
F. R.
Fischer
, and
M. F.
Crommie
,
ACS Nano
7
,
6123
(
2013
).
19.
A.
Jorio
,
C.
Fantini
,
M. S.
Dantas
,
M. A.
Pimenta
,
A. G.
Souza Filho
,
G. G.
Samsonidze
,
V. W.
Brar
,
G.
Dresselhaus
,
M. S.
Dresselhaus
,
A. K.
Swan
,
M. S.
Ünlü
,
B. B.
Goldberg
, and
R.
Saito
,
Phys. Rev. B
66
,
115411
(
2002
).
20.
W.
Kim
,
A.
Javey
,
O.
Vermesh
,
Q.
Wang
,
Y.
Li
, and
H.
Dai
,
Nano Lett.
3
,
193
(
2003
).
21.
J.
Chan
,
A.
Venugopal
,
A.
Pirkle
,
S.
McDonnell
,
D.
Hinojos
,
C. W.
Magnuson
,
R. S.
Ruoff
,
L.
Colombo
,
R. M.
Wallace
, and
E. M.
Vogel
,
ACS Nano
6
,
3224
(
2012
).
22.
V.
Derycke
,
R.
Martel
,
J.
Appenzeller
, and
P.
Avouris
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
2773
(
2002
).
23.
A. D.
Franklin
,
G. S.
Tulevski
,
S.-J.
Han
,
D.
Shahrjerdi
,
Q.
Cao
,
H.-Y.
Chen
,
H. -S. P.
Wong
, and
W.
Haensch
,
ACS Nano
6
,
1109
(
2012
).
24.
S.
Heinze
,
J.
Tersoff
,
R.
Martel
,
V.
Derycke
,
J.
Appenzeller
, and
P.
Avouris
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
106801
(
2002
).
25.
C.
Archambault
and
A.
Rochefort
,
ACS Nano
7
,
5414
(
2013
).
26.
F.
Xia
,
V.
Perebeinos
,
Y.-M.
Lin
,
Y.
Wu
, and
P.
Avouris
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
179
(
2011
).
27.
A. D.
Franklin
and
Z.
Chen
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
858
(
2010
).
28.
J.
Larson
and
J.
Snyder
,
IEEE Trans. Electron Devices
53
,
1048
(
2006
).
29.
D. A.
Areshkin
,
D.
Gunlycke
, and
C. T.
White
,
Nano Lett.
7
,
204
(
2007
).
30.
J. T.
Smith
,
A. D.
Franklin
,
D. B.
Farmer
, and
C. D.
Dimitrakopoulos
,
ACS Nano
7
,
3661
(
2013
).
You do not currently have access to this content.