Investigadores publican nuevas observaciones sobre el grafito

Investigadores del Instituto Okazaki de Ciencias Moleculares utilizaron un microscopio electrónico y un dispositivo de espectroscopia de fotoelectrones desarrollado recientemente para analizar el estado de la superficie del grafito y comprender mejor su estructura electrónica.

Los investigadores utilizaron un dispositivo de espectroscopia de fotoelectrones recientemente desarrollado junto con un microscopio electrónico para describir sus nuevos hallazgos sobre el estado de la superficie del grafito en un informe publicado en Physical Review B el 21 de junio de 2022.

El grafito es un material muy importante y adaptable con aplicaciones en numerosos campos. El grafito se usa en particular en la electrónica porque conduce bien la electricidad y puede soportar altas temperaturas. La demanda de grafito, un componente crucial de las baterías de iones de litio, está aumentando a medida que se desarrollan nuevas tecnologías. Por ejemplo, se necesita una mayor producción de baterías para vehículos eléctricos y energía solar, y la demanda de grafito seguirá creciendo.

Los investigadores estudiaron las estructuras electrónicas en la superficie del grafito utilizando un método llamado espectromicroscopía resuelta por pulsos de fotoelectrones. Pudieron obtener imágenes de los pasos de elevación de átomos individuales en una superficie de grafito y, como resultado, observar cómo los estados de la superficie interactuaban con las bandas de volumen. Comprender el estado de la superficie y las estructuras de bandas del grafito también puede ayudar a comprender las propiedades eléctricas del material.

"Los cristales de grafito con una estructura de apilamiento tipo ABAB tienen una simetría de seis veces sobre el eje z, mientras que una superficie con algún tipo de terminación tiene una simetría de tres", explicó Fumihiko Matsui, profesor del Instituto de Ciencias Moleculares de Okazaki. . Japón. Los investigadores descubrieron que la estructura de seis pliegues y la estructura de tres pliegues juntas minimizaban la degeneración de la banda y reducían la simetría mientras examinaban la dispersión a escala micrométrica de la banda kz.

De cara al futuro, se necesita más investigación teórica para comprender cómo funcionan juntas estas diferentes estructuras. "Se desean más estudios teóricos sobre la emisión de fotoelectrones de valencia con una consideración detallada del efecto de superficie para aclarar la dependencia de la intensidad kz", concluyó Matsui.