p Intercalação de Cs de monocamada de grafeno em Ir (111):A) Uma topografia de microscopia de tunelamento de varredura mostrando duas áreas características encontradas após a deposição de 0,5ML de Cs:a fase γ do adatom (marcada como α) e a fase γ intercalada ( marcado como γ). B) Topografias de microscopia eletrônica de baixa energia de um e-Gr ML uniforme em Ir (111) mostrando características de superfície características:rugas de grafeno e etapas de substrato, e a mesma área após a deposição de 0,2 ML de Cs - diminuição moderada (fase γ) e uma diminuição forte (fase γ) em contraste (refletividade de elétrons) são visíveis.
p Propriedades de muitos materiais em camadas, incluindo supercondutores à base de cobre e ferro, isolantes topológicos, grafite e grafeno epitaxial, pode ser manipulado pela inclusão de diferentes espécies atômicas e moleculares entre as camadas por meio de um processo conhecido como intercalação. p A intercalação envolve processos de difusão complexos ao longo e através das camadas; Contudo, os mecanismos microscópicos e a dinâmica desses processos não são bem compreendidos. Usando microscopia in situ para seguir o processo de intercalação de césio (Cs) da monocamada de grafeno na superfície de irídio (111), descobrimos um novo mecanismo para intercalação e aprisionamento de átomos alcalinos sob grafeno epitaxial. Descobrimos que a intercalação é ajustada pela interação de van der Waals, com a dinâmica regida por defeitos ancorados nas rugas do grafeno.
p Existem muitas propriedades potencialmente úteis associadas à intercalação de sistemas de grafeno epitaxial. Por exemplo, foi demonstrado que pelo controle preciso da interface de intercalação, regiões mesoscópicas bem definidas lateralmente de grafeno dopado com n e p - isto é, junções de grafeno p-n, pode ser formado. Também foi demonstrado que é possível formar nano-ilhas ferromagnéticas bem definidas sob o grafeno. Portanto, é extremamente importante compreender em detalhes como as propriedades do grafeno modificado quimicamente dependem de seu ambiente químico. Do ponto de vista da cinética química, compreender a penetração e difusão de íons sob as folhas de grafeno em detalhes atomísticos é de fundamental importância para o projeto de novas baterias e supercondensadores.
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Quais são os detalhes?
- Capacidades CFN:A estação final Elmitec III PEEM / LEEM da CFN na linha de luz NSLS U5UA foi usada para caracterizar a adsorção e intercalação de césio (Cs) em nanoescala.
- A diversidade e sensibilidade das propriedades físicas e químicas do grafeno e outros sistemas em camadas, no que diz respeito à intercalação de espécies doadoras de carga, estão diretamente relacionados a efeitos proeminentes, como supercondutividade em grafite. Do ponto de vista da cinética química, compreender a penetração e difusão de íons sob as folhas de grafeno em detalhes atomísticos é de fundamental importância para o projeto de novas baterias e supercapacitores.
