Síntesis, Modificación y Caracterización de Grafenos. Estudios por Microscopias y Espectroscopias Electrónica y de SPM.

G.M. MORALES; N. MONGE; M. ZENSICH; P.C. DOS SANTOS CLARO; F.G. REQUEJO ; M.S. MORENO

Encuentro; 5to Encuentro de Física y Química de Superficies; 2011

El grafeno es una de las formas alotrópicas que presenta el carbón. Mientras que sus formas tridimensionales (3D) se han conocido y utilizado ampliamente desde hace siglos, sus formas cero-dimensionales y unidimensionales sólo se han descubierto y estudiado en las dos últimas décadas. La forma bidimensional, una monocapa de átomos de carbono con hibridación sp2, denominada grafeno por Boehm et al. en 1986, permaneció como una curiosidad hasta que en 2004 se reportó la síntesis de hojas individuales de grafeno. La disponibilidad del material permitió observar una serie de propiedades inusuales que han dado lugar a un extraordinario interés entre la comunidad científica tal cual se ve reflejado en las recientes revisiones bibliográficas. En el campo de la nanoelectrónica, el grafeno se perfila como el material del futuro debido a algunas propiedades particulares presentes en este tipo de materiales; efecto Hall cuántico a temperatura ambiente, longitud de coherencia de spin por encima de una micra a temperatura ambiente, efecto de campo eléctrico ambipolar, y transporte via fermiones de Dirac. No obstante, muchas de estas aplicaciones requieren de funcionalidades químicas en la estructura de grafeno. La principal motivación en la síntesis de grafenos modificados en la actualidad es la “apertura” de su band gap –el grafeno es un material con band gap nulo−, la modificación química es una de las alternativa más viables para controlar sus propiedades electrónicas. Otra propiedad importante que puede ser controlada mediante modificación química es el tipo y concentración de portadores mediante el “dopado” del mismo, así la unión covalente de grupos aceptores de electrones podría inducir dopado p y la de donores de electrones dopado n.En esta comunicación se reportan distintas rutas de síntesis y modificación de grafeno y oxido de grafeno desarrolladas en nuestro laboratorio así como la caracterización estructural y electrónica de las mismas por medio de microscopía de efecto túnel y fuerza atómica, espectroscopia de efecto túnel, microscopia electrónica de barrido y transmisión, EELS y EFTEM.