La synthèse en surface a reçu une grande attention en tant que méthode pour créer des polymères unidimensionnels (1D) et bidimensionnels (2D) atomiquement précis avec des propriétés intrigantes. En particulier, nanorubans de graphène (GNR), une catégorie de nanomatériaux quasi-1D dérivés du graphène, ont été largement étudiées en raison de leurs propriétés électroniques accordables et de leurs applications potentielles dans les dispositifs à semi-conducteurs, comme les transistors à effet de champ et la spintronique. Une série d'approches descendantes ont été suivies pour produire des GNR, mais un manque de contrôle sur la largeur du ruban et la structure des bords a entravé leur développement ultérieur.

En 2010, Cai et al. ont d'abord rapporté la fabrication d'un fauteuil GNR de précision atomique (AGNR) sur la surface Au (111) en utilisant une approche ascendante. Le mécanisme de base implique une déshalogénation activée thermiquement, polymérisation assistée en surface et enfin cyclodéshydrogénation.

Dans la décennie suivante, cette approche ascendante a été étendue pour synthétiser une grande variété de GNR, y compris des AGNR de différentes largeurs, GNR en zigzag, les hétérojonctions GNR, les GNR chiraux et les GNR dopés chimiquement. Sur la base de la similitude périodique de leurs structures électroniques, Les AGNR peuvent être classés en trois familles, 3p, 3p+1 et 3p+2 (représentant le nombre d'atomes de carbone dans le sens étroit).

Jusque là, peu d'études se sont concentrées sur la synthèse de GNR sur Cu(111) en raison de l'interaction de surface plus forte, malgré la température plus basse pour la déshalogénation. Il a été montré que les GNR chiraux peuvent être synthétisés sur Cu(111) en utilisant le même précurseur qui donne du 7-AGNR non chiral sur Au(111) et que la déshalogénation peut être réversible sur Au(111) mais pas sur Cu(111), ce qui implique que la voie réactionnelle et les produits obtenus pourraient être contrôlés par le choix du substrat.

Une deuxième approche pour adapter la voie de réaction dans la synthèse confinée en surface consiste à introduire différentes espèces atomiques, qui n'a été pris en compte que dans quelques études récentes. L'exposition à l'iode crée une monocouche intercalée entre les polymères et la surface Ag (111) qui découple leurs interactions électroniques. En outre, il a été démontré que l'hydrogène élimine les sous-produits halogénés et induit un couplage covalent, et du soufre pour activer ou désactiver la réaction d'Ullmann confinée en surface.

Le groupe de recherche du professeur Lifeng Chi à l'Université de Soochow a récemment étudié l'effet de l'oxygène sur la synthèse de 3-AGNR par couplage Ullmann confiné en surface et a déterminé qu'il, au lieu, a provoqué une transformation 1D en 2D des structures organométalliques (OM).

Ici, leur objectif était d'étudier la synthèse de 3p-AGNRs sur Cu(111), prolongeant l'étude précédente sur Au(111), et d'examiner l'effet de l'oxygène sur la fusion latérale des 3-AGNRs, inspirés par leur potentiel à promouvoir l'activation de C-H.

Leur enquête a démontré la synthèse réussie de 3p-AGNRs sur Cu (111) via la fusion latérale de poly(para-phénylène) (c'est-à-dire 3-AGNR). L'introduction d'oxygène atomique co-adsorbé a considérablement réduit la température requise pour induire la réaction de fusion latérale. L'identification de cet effet catalytique pourrait bénéficier à la synthèse en surface qui applique des réactions de déshydrogénation, ne pas se limiter aux GNR, et met en évidence le potentiel d'adsorbats atomiques supplémentaires pour orienter les réactions de surface.