由苯和吡啶合成的块体石墨烷
材料科学
2021-11-30 v1
摘要
我们报道了由苯合成组成为 C-H(D) 的块体石墨烷以及由吡啶合成石墨烯衍生物 C-H-N 的若干毫米级样品的高压高温合成。新材料的 X 射线衍射、透射电子显微镜和红外光谱揭示了相对较大（尺寸为数纳米）的 sp3 键合石墨烷晶格的晶粒（3 环 4 步，正交结构，空间群 Pbca，参数 a = 9.5-9.8, b = 8.9-9.1, c = 17.1-17.3 ）。样品中的主要氢基团是通过脂肪键连接的 C-H 基团。合成的石墨烷在常压下可稳定至 500°C。CH 样品的宏观密度为 1.5-1.57 g cm，折射率为 1.78-1.80。具有高结晶度样品的吸收光谱在 2.8 eV 处呈现一个弱的吸收极大值（这导致了黄橙色），在 4 eV 处有一个大的吸收极大值，并在 5.2 eV 处有一个与光学带隙宽度相关的吸收边。所制样品的体积模量（30-37 GPa）和剪切模量（15-18 GPa）以及硬度（1-1.5 GPa）约为多晶石墨相应值的两倍。金属有机配合物在苯和吡啶中的溶解使得获得掺杂石墨烷成为可能，这种掺杂石墨烷可能具有非凡的电子输运和磁学性质。
引用
@article{arxiv.1608.07221,
title = {Bulk graphanes synthesized from benzene and pyridine},
author = {M. V. Kondrin and N. A. Nikolaev and K. N. Boldyrev and Y. M. Shulga and I. P. Zibrov and V. V. Brazhkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.07221},
year = {2021}
}