Interkalering av Cs av grafenmonoskikt på Ir(111):A) En scanning tunnelmikroskopi-topograf som visar två karakteristiska områden som hittats efter avsättningen av 0,5 ml Cs:adatom γ-fasen (markerad som α) och den interkalerade γ-fasen ( markerade som γ). B) Lågenergielektronmikroskopi-topografier av en enhetlig e-Gr ML på Ir(111) som visar karakteristiska ytegenskaper:grafenrynkor och substratsteg, och samma area som efter deponering av 0,2 ML Cs – måttlig minskning (γ-fas) och en kraftig minskning (γ-fas) i kontrast (elektronreflektivitet) är synliga.
egenskaper hos många skiktade material, inklusive koppar- och järnbaserade supraledare, topologiska isolatorer, grafit och epitaxiell grafen, kan manipuleras genom att inkludera olika atomära och molekylära arter mellan skikten via en process som kallas interkalering.
Interkalering involverar komplexa diffusionsprocesser längs och över skikten; dock, de mikroskopiska mekanismerna och dynamiken i dessa processer är inte väl förstådda. Genom att använda in-situ mikroskopi för att följa interkaleringsprocessen av cesium (Cs) av grafenmonoskikt på iridium (111) yta upptäckte vi en ny mekanism för interkalation och infångning av alkaliatomer under epitaxiell grafen. Vi finner att interkalationen justeras av van der Waals interaktion, med dynamiken som styrs av defekter förankrade till grafenrynkor.
Det finns många potentiellt användbara egenskaper förknippade med interkalering av epitaxiella grafensystem. Till exempel, det visades att genom exakt kontroll av interkaleringsgränssnittet, lateralt väldefinierade mesoskopiska regioner av n- och p-dopad grafen - dvs. p–n grafenövergångar, kan bildas. Det visades också att det är möjligt att bilda väldefinierade ferromagnetiska nano-öar under grafen. Därför, det är oerhört viktigt att i detalj förstå hur egenskaperna hos kemiskt modifierad grafen beror på dess kemiska miljö. Ur synvinkel kemisk kinetik, Att förstå penetration och diffusion av joner under grafenark i atomistisk detalj är av grundläggande betydelse för utformningen av nya batterier och superkondensatorer.
Vilka är detaljerna?
