Comportement sous haute pression des polyiodures confinés dans les nanotubes de carbone: étude par spectroscopie Raman L. Alvarez (1) , J-L. Bantignies (1) , R. Leparc (1) , R. Aznar (1) , J-L. Sauvajol (1) ,A. Merlen (2) , D. Machon (2) , A. San-Miguel (2) (1)LCVN, Université Montpellier 2, UMR 5587, 34095 Montpellier (2)LPMCN, Université Lyon 1, F-69622 Villeurbanne, France
21
Embed
Comportement sous haute pression des polyiodures confinés dans les nanotubes de carbone: étude par spectroscopie Raman L. Alvarez (1), J-L. Bantignies.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Comportement sous haute pression des polyiodures confinés dans les
nanotubes de carbone: étude par spectroscopie Raman
L. Alvarez(1), J-L. Bantignies (1), R. Leparc (1), R. Aznar (1),
J-L. Sauvajol (1),A. Merlen (2), D. Machon (2), A. San-Miguel (2)
(1) LCVN, Université Montpellier 2, UMR 5587, 34095 Montpellier
(2) LPMCN, Université Lyon 1, F-69622 Villeurbanne, France
Plan
Introduction
Contexte et objectifs
Etude en pression par spectroscopie Raman
Conclusions et perspectives
Présentation des polyiodures
Building blocks:R1=2.74 Å
I3- sym
R2=2.92 Å- -
I- I2
I2 + D D+m +In-m
=> Charge Transfer Complexes
=> polyiodide chains In-NANOTUBES
I2
Intercalation step:
T=110 °C
2.92 Å 2.74 Å
~ nm
~ μm
Présentation des nanotubes
Objectifs
Mise en évidence du transfert de charge
Localisation des polyiodures
Structure des polyiodures
Raman spectroscopy
100 150 200 250 1300 1400 1500 1600 1700
A
Inte
nsi
ty (
a.u
.)
Raman shift (cm-1)
B(*3)
In- NTs
Effets du confinement dans les nanotubes
Simple helicoïdal chain (~ 1 nm)
Double helicoïdal chains (~ 1,3 nm)
Triple helicoïdal chains (~ 1,45 nm)
L. Guan, Nano Lett., Vol 7, 2007
TEM
EXAFS
Short polyiodide chains
Raman modes of polyiodides
100 125 150 175 200 225 250
222
175
169
160104 111
146129
Iodine species (cm-1)I2 174
Symmetric I3- 110Asymmetric I3- 167, 143, 114
I5- linear (I2.I-.I2) 160, 104I5- V shaped (I2.I-.I2) 174, 167, 131, 114I5- L shape (I3-.I2) 164,135,106
--
-
Conditions expérimentales
Presse: enclumes diamant
Milieu transmetteur: Argon
Mesure de la pression: Photoluminescence du Rubis
High pressure on iodine intercalated SWNTs
50 100 150 200 1400 1600 1800
Inte
nsi
ty (
a.u
.)
Raman shift (cm-1)
3.4 GPa
5.5 GPa
7.8 GPa
11.5 GPa
14. GPa
17 GPa
1.8 GPa
AB
High pressure on iodine intercalated SWNTs
High pressure on iodine intercalated SWNTs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18100
120
140
160
180
1550
1600
1650
1700
7,85 cm-1/GPa
5,82 cm-1/GPa
2,4 cm-1/GPa
1,7 cm-1/GPa
2,76 cm-1/GPa
3,56 cm-1/GPa
Ra
ma
n s
hift
(cm
-1)
Pressure (GPa)
SWCNTs
In
-
1,48 cm-1/GPa
Iodine structure and localization into SWNT bundles
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 180,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
1600
1610
1620
1630
1640
1650
1660
1670
(c
m-1)
Inte
nsi
ty r
atio
(a.
u)
Pressure (GPa)
G band
Intensity ratio
Apres le cycle
Hypotheses
2I2→I++I3-
I5- =I2+ I3
-
I5- =2I2+ I- → I2+ I3
-
Montée en pression:
Après cycle:
Reformation de I2
I2+ I3- → I5
-
Modes collectifs
A. Congeduti et al, Phys. Rev. B, 65, 014302, 2001
la distance inter moléculaire est comparable à la distance intra moléculaire
Délocalisation de la chargeMétallisation des iodes
Conclusions et perspectives
Corrélation entre les comportements des tubes et des In-
sous pression:
2 hypothèses2 hypothèses:
décomposition des I2 et des I5- en I3
-
apparition de modes collectifs
Perspectives:
XANES au seuil L1 propriétés électroniques EXAFS au seuil K propriétés structurales
Conclusions and outlook
5180 5190 5200 5210 5220 5230 5240
0.3 GPa
Ab
so
rpti
on
(a
.u.)
Energy (eV)
10 GPaI - L1 edge
after cycle
Réponse Raman des polyiodures
100 125 150 175 200 225 250 275 300
I5
-
I@NTs lavés
=514.5 nm
Inte
nsi
ty (
a.u
.)
Raman shift (cm-1)
I@NTs
I3
-
Structures des polyiodures
Bulding blocks:
I2, I3-, I-
2.92 Å 2.74 Å
2I2=I++I3-
S.A. Jenekhe et la, Mol. Cryst. Liq. Cryst, 105, (1984)