Grafit, som ett viktigt material för beredning av Li-batterianoder och grafen, kan existera i två faser:Bernal (2H)-fasen och den romboedriska (3R)-fasen. 2H-fasen har relativt låg energi och hög andel grafitpulver, medan 3R-fasen visar motsatta egenskaper. Dock, minskningen av flinggrafitstorleken ger upphov till andelen 3R-fas upp till 50%.

Enligt existerande undersökningar av grafitfasförändringar, övergången från 3R-fas till 2H-fas observeras vanligtvis under hög temperatur över 1, 000 grader C genom Joule eller laseruppvärmning, vilket är olämpligt och omöjligt.

En forskargrupp ledd av prof. ZHU Yanwu från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har uppnått full omvandling av 3R till 2H vid cirka 350 grader C genom glödgning av grafit i närvaro av α -Li3N (litiumnitrid), ett lovande material för katalys och energitillämpningar.

Baserat på det här, laget avslöjade mekanismen för minskning av energibarriären i närvaro av α -Li3N samarbetar med forskare från National University of Defense Technology, Northwestern Polytechnical University, Institute of Semiconductors of CAS, och University of Manchester. Studien publicerades i Nanobokstäver .

En gränssnittsladdningsinjektion från α -Li3N till den konjugerade π-bindningen av grafitförstorat mellanskiktsavstånd. Detta gjorde att lagret glider lättare, vilket tillåter en lägre fasövergångstemperatur från 3R till 2H i grafit.

För att utforska mellanskiktets glidbana under fasövergången från 3R till 2H, forskarna använde in-situ röntgendiffraktionsanalys och beräkningar av densitetsfunktionsteori. Dessutom, Raman-kartläggning utfördes på mekaniskt exfolierade grafitflingor före och efter introduktionen av α -Li3N-partiklar, ytterligare bekräftar dopningen orsakad av α -Li ₃ N.

Dessa resultat ger ett möjligt sätt att kontrollera staplingskonfigurationen och andra egenskaper hos grafit genom att reglera den konjugerade π-bindningen, gör det också attraktivt för framtida beredning av kolmaterial.