グラフェンの光化学塩素化

光化学塩素化によるグラフェンの共有官能化を報告します。グラフェンのガス相フォト塩素化、それに続いてC-C結合のSp（2）からSp（3）構成への構造変換により、伝導性πバンドを除去し、グラフェンのバンドギャップを開くことができます。X線光電子分光法により、塩素がグラフェンの基底面に移植され、約8原子塩素被覆があることが明らかになりました。ラマン分光法、原子間力顕微鏡、および透過型電子顕微鏡検査はすべて、フォト塩素化グラフェンが均一で非破壊的であることを示しました。抵抗は4桁以上増加し、電気測定によって確認されたフォト塩素化時にバンドギャップが現れます。さらに、グラフェンの局所的なフォト塩素化は、化学的パターニングを促進する可能性があり、これは全グラフェン回路の実現に対する実現可能なアプローチを提供する可能性があります。

We report the covalent functionalization of graphene by photochemical chlorination. The gas-phase photochlorination of graphene, followed by the structural transformation of the C-C bonds from sp(2) to sp(3) configuration, could remove the conducting π-bands and open up a band gap in graphene. X-ray photoelectron spectroscopy revealed that chlorine is grafted to the basal plane of graphene, with about 8 atom % chlorine coverage. Raman spectroscopy, atomic force microscopy, and transmission electron microscopy all indicated that the photochlorinated graphene is homogeneous and nondestructive. The resistance increases over 4 orders of magnitude and a band gap appears upon photochlorination, confirmed by electrical measurements. Moreover, localized photochlorination of graphene can facilitate chemical patterning, which may offer a feasible approach to the realization of all-graphene circuits.