Хлорографен - Chlorographene

Хлорографен полностью хлорирован графен с химической формулой (CCl)п.[1][2] При реакции с хлором графен зр2 плоская структура решетки трансформируется в зр3 гибридизированная выпученная структура, эта структура похожа на гидрированный графен (графан ) и фторированный графен (флюорографен ).[3]

Ранние производные

Атомная структура хлорографена (вид сверху)

Несмотря на то что графен является одним из наиболее механически прочных материалов, обладающих широким спектром необычных свойств, практическое применение в устройствах ограничено его металлическими свойствами и чувствительностью к поверхностным адсорбентам. Усилия по синтезу химически модифицированных графеновых композитов с заданными электронными, оптическими и химическими свойствами открыли новые направления в исследованиях графена. В частности, инженерия запрещенной зоны графена посредством химической модификации, такой как оксигенация,[4] гидрирование[5] и фторирование[6][7] является привлекательным для электронных приложений, поскольку стало возможным масштабируемое производство устройств на основе графена без нарушения прочной сотовой решетки. Однако из-за сложной атомной структуры оксидов графена (GO) и термической нестабильности гидрированных графенов (CH) даже при низких температурах поиск новых материалов на основе графена все еще продолжается. Легкий синтез, высококачественные изоляционные свойства и исключительная механическая прочность фторографена (CF) вдохновили на интенсивные исследования других производных графена, декорированных галогенами.

Синтез

Фононная дисперсия стабильной стула хлорографена

Помимо трех известных производных графена: оксида графена GO, графана CH и фторографена CF, совсем недавно был достигнут успешный синтез хлорированного графена (хлорографена). Экспериментально показано, что неразрушающее и структурированное преобразование графена возможно при использовании различных фотохимический методы хлорирования. Теоретические исследования показали, что ковалентно связанные конформация стула хлорографена (в форме CCl) стабильно даже при комнатной температуре.

Электронные свойства

Электронная зонная структура хлорографена через точки высокой симметрии K-Gamma-M-K

Хлорографен немагнитен. полупроводник с 1,2 эВ прямая запрещенная зона.Верхняя часть валентная полоса и нижняя часть зона проводимости найдите в точке гамма (центр Зона Бриллюэна ).[требуется разъяснение ]Его электронные свойства более чувствительны к приложенной деформации, чем другие производные графена, такие как графан и флюорографен.

Рекомендации

  1. ^ Сахин, H (2012). «Адсорбция хлора на графене: хлорографен». Журнал физической химии C. 116 (45): 24075–24083. arXiv:1211.5242. Дои:10.1021 / jp307006c.
  2. ^ Ли, Б. (2011). «Фотохимическое хлорирование графена». САУ Нано. 5 (7): 5957–61. Дои:10.1021 / nn201731t. PMID  21657242.
  3. ^ Garcia, J.C .; де Лима, Д. Б.; Ассали, Л. В. Ц .; Хусто, Дж. Ф. (2011). «Графен и графаноподобные нанолисты группы IV». J. Phys. Chem. C. 115 (27): 13242. arXiv:1204.2875. Дои:10.1021 / jp203657w.
  4. ^ Чен, Д. (2012). «Оксид графена: получение, функционализация и электрохимические применения». Химические обзоры. 112 (11): 6027–53. Дои:10.1021 / cr300115g. PMID  22889102.
  5. ^ Софо, Хорхе О .; и другие. (2007). «Графан: двумерный углеводород». Физический обзор B. 75 (15): 153401–4. arXiv:cond-mat / 0606704. Bibcode:2007PhRvB..75o3401S. Дои:10.1103 / PhysRevB.75.153401.
  6. ^ Свойства пленок фторированного графена Джереми Т. Робинсон; Джеймс С. Берджесс; Чад Э. Юнкермайер; Стефан К. Бадеску; Томас Л. Райнеке; Ф. Кейт Перкинс; Максим Константинович Залалутднев; Джеффри В. Болдуин; Джеймс С. Калбертсон; Пол Э. Шиэн; Эрик С. Сноу (2010). «Свойства пленок фторированного графена». Нано буквы. 10 (8): 3001–3005. Bibcode:2010NanoL..10.3001R. Дои:10.1021 / nl101437p. PMID  20698613.
  7. ^ Рахул Р. Наир, Вэньцай Рен, Рашид Джалил, Ибцам Риаз, Василий Г. Кравец, Лиам Бритнелл, Питер Блейк, Фредрик Щедин, Александр С. Майоров, Шэнцзюнь Юань, Михаил И. Кацнельсон, Хуэй-Мин Ченг, Влодек Струпинский, Любовь Г. Булушева, А. В. Окотруб, Ирина В. Григорьева, А. Н. Григоренко, Костя Сергеевич Новоселов, и Андре К. Гейм (2010). «Флюорографен: двумерный аналог тефлона». Маленький. 6 (24): 2877–2884. arXiv:1006.3016. Дои:10.1002 / smll.201001555. PMID  21053339.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)

внешняя ссылка