Intercalazione di Cs del monostrato di grafene su Ir(111):A) Un topografo al microscopio a scansione tunnel che mostra due aree caratteristiche trovate dopo la deposizione di 0,5 ML di Cs:la fase dell'adatomo (contrassegnata come α) e la fase γ intercalata ( contrassegnato come ). B) Topografi di microscopia elettronica a bassa energia di un e-Gr ML uniforme su Ir(111) che mostrano caratteristiche superficiali caratteristiche:rughe di grafene e passaggi del substrato, e la stessa area come dopo la deposizione di 0,2 ML di Cs - sono visibili una moderata diminuzione (fase ) e una forte diminuzione (fase ) in contrasto (riflettività elettronica).
Proprietà di molti materiali stratificati, compresi i superconduttori a base di rame e ferro, isolanti topologici, grafite e grafene epitassiale, può essere manipolato mediante l'inclusione di diverse specie atomiche e molecolari tra gli strati tramite un processo noto come intercalazione.
L'intercalazione implica complessi processi di diffusione lungo e attraverso gli strati; però, i meccanismi microscopici e le dinamiche di questi processi non sono ben compresi. Utilizzando la microscopia in situ per seguire il processo di intercalazione del cesio (Cs) del monostrato di grafene sulla superficie dell'iridio (111), abbiamo scoperto un nuovo meccanismo per l'intercalazione e l'intrappolamento di atomi alcalini sotto grafene epitassiale. Troviamo che l'intercalazione è regolata dall'interazione di van der Waals, con le dinamiche governate da difetti ancorati alle rughe di grafene.
Ci sono molte proprietà potenzialmente utili associate all'intercalazione dei sistemi epitassiali di grafene. Ad esempio, è stato dimostrato che mediante un controllo preciso dell'interfaccia di intercalazione, regioni mesoscopiche lateralmente ben definite di grafene drogato n e p, cioè, giunzioni p-n grafene, può essere formato. È stato inoltre dimostrato che è possibile formare nano-isole ferromagnetiche ben definite sotto il grafene. Perciò, è estremamente importante comprendere in dettaglio come le proprietà del grafene modificato chimicamente dipendano dal suo ambiente chimico. Dal punto di vista della cinetica chimica, comprendere la penetrazione e la diffusione degli ioni sotto i fogli di grafene in dettaglio atomistico è di fondamentale importanza per la progettazione di nuove batterie e supercondensatori.
Quali sono le specifiche?
