Morfología del grafeno
Una morfología de grafeno es cualquiera de las estructuras relacionadas y formadas a partir de hojas individuales de grafeno . El 'grafeno' se usa típicamente para referirse a la monocapa cristalina del grafito material natural . Debido al confinamiento cuántico de electrones dentro del material en estas dimensiones bajas, pequeñas diferencias en la morfología del grafeno pueden afectar en gran medida las propiedades físicas y químicas de estos materiales. Las morfologías de grafeno comúnmente estudiadas incluyen las láminas monocapa, láminas bicapa, nanocintas de grafeno y otras estructuras 3D formadas a partir del apilamiento de las láminas monocapa.
En 2013, los investigadores desarrollaron una unidad de producción que produce láminas continuas de monocapa de grafeno monocapa de alta resistencia ( HSMG ). [1] El proceso se basa en el crecimiento de grafeno en una matriz de metal líquido. [2]
El grafeno bicapa muestra el efecto Hall cuántico anómalo , una banda prohibida sintonizable [3] y el potencial de condensación excitónica . [4] El grafeno bicapa se puede encontrar típicamente en configuraciones retorcidas donde las dos capas se rotan entre sí o en configuraciones apiladas grafíticas de Bernal donde la mitad de los átomos en una capa se encuentran encima de la mitad de los átomos en la otra. [5] El orden y la orientación de apilamiento gobiernan sus propiedades ópticas y electrónicas.
Un método de síntesis es la deposición química en fase de vapor , que puede producir grandes regiones bicapa que se ajustan casi exclusivamente a la geometría de la pila de Bernal. [5]
El grafeno apilado periódicamente y su isomorfo aislante proporcionan un elemento estructural fascinante en la implementación de superredes altamente funcionales a escala atómica, lo que ofrece posibilidades en el diseño de dispositivos nanoelectrónicos y fotónicos. Se pueden obtener varios tipos de superredes apilando grafeno y sus formas relacionadas. [6] [7]La banda de energía en superredes apiladas en capas es más sensible al ancho de la barrera que en las superredes de semiconductores III-V convencionales. Al agregar más de una capa atómica a la barrera en cada período, el acoplamiento de las funciones de onda electrónicas en los pozos potenciales vecinos puede reducirse significativamente, lo que conduce a la degeneración de subbandas continuas en niveles de energía cuantificados. Al variar el ancho del pozo, los niveles de energía en los pozos potenciales a lo largo de la dirección L – M se comportan de manera distinta a los que están a lo largo de la dirección K – H.
El grafeno alineado con precisión en h-BN siempre produce una superrejilla gigante conocida como patrón Moiré . [8] Se observan patrones muaré y la sensibilidad de la interferometría muaré demuestra que los granos de grafeno pueden alinearse con precisión con la red h-BN subyacente con un error de menos de 0,05 °. La aparición del patrón muaré indica claramente que el grafeno se bloquea en h-BN a través de la epitaxia de van der Waals con su tensión interfacial liberada en gran medida.
