成果介绍

石墨烯层之间的碱金属(AM)插层有望用于电子操控和能量存储，但尽管进行了广泛的研究，但其潜在机制仍然具有挑战性。

有鉴于此，近日，日本国家先进工业科学技术研究所Kazu Suenaga和Yung-Chang Lin（共同通讯作者）等使用低压扫描透射电子显微镜(LV-STEM)来可视化双层石墨烯(BLG)中插层AMs(钾，铷和铯)的原子结构。本文的研究结果表明，插层的AMs采用hcp堆叠的双层结构，特别是C6M2C6组成。这些结构与高压条件下在AMs中观察到的fcc(111)的双层结构非常相似。通过电子能量损失谱(EELS)、拉曼和电输运，确定了从双层AMs转移到石墨烯层的负电荷约为1~1.5×1014 e-/cm-2。双层AM在BLG和石墨表层稳定，但在石墨内部不存在，主要以单层AM插层为主。这表明可以通过减薄石墨材料来增强AM插层容量。

图文导读

图1. 双层石墨烯(BLG) (C₆Cs₂C₆)中Cs双层的扫描透射电子显微镜(STEM)图像和原子结构。

图2. BLG中K、Rb和Cs双层的结构和光谱。

图3. 碱金属(AM)插层的BLG的电子特性。

图4. 石墨中K和Cs插层的表征。

文献信息

Alkali metal bilayer intercalation in graphene

（Nat. Commun., 2024, DOI:10.1038/s41467-023-44602-3）

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-44602-3 

信息来源：低维 昂维

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。