Home

Sitemap

Contact

Na temu razumijevanja detalja procesa interkalacije grafena, suradnici na UKF projektu „Photolithographic synthesis and electronic properties of graphene based devices and related structures“ objavili su rad u prestižnom časopisu Nature Communications

Interkalacija različitih atoma i molekula u slojevite materijale jedan je od intenzivno korištenih načina za dobivanje novih svojstava. Grafit je svakako materijal koji je u tom kontekstu česti sustav istraživanja, a tu je i niz drugih materijala poput Cu- i Fe-baziranih supervodiča, 3D topoloških izolatora, bijelog grafita (hBN), dihalkogenida prijelaznih metala (MoS2, WS2) i drugih. Interkalacija epitaksijalnog grafena, odnosno umetanje atoma ili molekula između grafena i njegove podloge, također je jedan od čestih načina dobivanja modificiranih grafenskih sistema s novim svojstvima. Na taj način se može npr. utjecati na jačinu vezanja grafena s podlogom, ili pak regulirati elektronsko ili šupljinsko dopiranje samog grafena. Osim toga, kroz te kemijske modifikacije direktno se utječe na međudjelovanje grafena s vanjskom okolinom. U tehnološkom smislu, dobro razumijevanje i mogućnost kontrole procesa interkalacije je od iznimne važnosti, primjerice za optimalni dizajn modernih baterija i superkapacitora. Unatoč svemu ovome, detalji mehanizma interkalacije epitaksijalnog grafena su još uvijek nerazjašnjeni.

Na temu razumijevanja detalja procesa interkalacije grafena, suradnici na UKF projektu „Photolithographic synthesis and electronic properties of graphene based devices and related structures“ objavili su rad u prestižnom časopisu Nature Communications. U radu „The mechanism of caesium intercalation of graphene“ se detaljno karakterizira interkalacija grafena na Ir(111) površini cezijem. Korištenjem nekoliko eksperimentalnih metoda (LEEM, STM, ARPES, LEED) kao i teorijskih izračuna (vdW-DFT) dobivene su informacije koje razjašnjavaju kako i zašto dolazi do penetracije cezijevih atoma kroz grafen. Pokazano je da u procesu interkalacije dolazi do fazne separacije atoma cezija na rijetku adsorbiranu i gustu interkaliranu fazu (slika 1). Efekti takve fazne separacije su također vidljivi i u fotoemisijskim spektrima u vidu nehomogenog elektronskog dopiranja grafena (slika 2). Rezultati pokazuju da ključnu ulogu igra van der Waals međudjelovanje koje, ovisno o koncentraciji cezijevih atoma, omogućava ili zabranjuje interkalaciju, te isto tako sprečava potpunu desorpciju interkaliranih cezijevih atoma. Na mikroskopskoj razini, dinamika interkalacije je određena grafenskim naborima i stepenicama podloge, strukturama koje su intrinzične za epitaksijalne grafene.