Genom högupplösta scanningstunnelmikroskopmätningar och första principer Densitetsfunktionella teoribaserade beräkningar, en ny kantstruktur i atomskala visade sig vara stabil för grafenöar som odlas på koboltytor. Den lågkoordinerade kolatomen vid Klein-kantstrukturen stabiliseras genom interaktion med koboltytan. Detta är den första demonstrationen, kombinera experiment och teori, att kolatomernas interaktion med ett metallsubstrat stabiliserar de lågkoordinerade kolkantatomerna. I modeller för tillväxt av grafen på metallsubstrat, sådana lågkoordinerade atomer vid den växande kanten spelar en speciell roll. Dessa resultat, som visar sådan stabilitet, kommer att spela en betydande roll i vidareutvecklingen av dessa modeller och kommer att hjälpa till att vägleda framtida strategier för att odla grafen nanostrukturer med atomär skala kontroll av kantstruktur.

En ledande metod för att producera grafennanostrukturer med potential för nya elektroniska enheter involverar kemiska reaktioner och tillväxt av den enatomtjocka grafenen på metallytor. Lågkoordinerade kolatomer vid tillväxtkanten spelar en nyckelroll i ledande modeller för tillväxtmekanismen. Detta arbete kan leda till förbättrad tillväxt och nödvändig kontroll av strukturen i atomär skala.

• CFN-kapacitet:CFN-teori och beräkningsanläggning:Prezzi från Nanoscience Institute i Modena (Italien) och besökare i Columbia, i samarbete med Hybertsen från CFN, utfört kvantmekaniska simuleringar av konkurrerande kantstrukturer, som visar att sicksack- och Kleinstrukturerna med den slutliga kolatomen över en hålighet i koboltytan maximerar interaktionen med ytan, stabilisera de lågkoordinerade kolatomerna vid kanterna och förklara experimentella observationer.
• Flynn, Nuckolls och Heinz-grupper vid Columbia University odlade grafenöar på kobolt (0001) och mätte egenskaperna hos dessa öar med hjälp av scanning tunneling mikroskopi, som visar att öarna i allmänhet uppvisade raka, välorienterade kanter. Högupplösta bilder avslöjar skillnaderna i atomär skala mellan motsatta kanter.