Nanointegracion: obtención controlada de nanoestructuras de oxido de Grafeno reducido interconectadas en áreas macroscopicamente extendidas mediante la técnica de Langmuir Blodgett

  • Facundo Herrera INIFTA (CONICET-UNLP), Diag 113 y calle 64, 1900 La Plata, Argentina
  • José Ramallo López INIFTA (CONICET-UNLP), Diag 113 y calle 64, 1900 La Plata, Argentina
  • Gustavo Morales Universidad Nacional de Río Cuarto. RUTA NAC. 36 - KM. 601, 5800, Río Cuarto, Argentina
  • Gabriela Lacconi INFIQC, Fc. Cs. Químicas, UNC. Córdoba. Ciudad Universitaria, 5000 – Córdoba, Argentina
  • Rodolfo Sanchez Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, CNEA. Avda. E. Bustillo km 9500, 8400, S. C. de Bariloche (RN), Argentina
  • Javier Lohr Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, CNEA. Avda. E. Bustillo km 9500, 8400, S. C. de Bariloche (RN), Argentina
  • Felix Requejo INIFTA (CONICET-UNLP), Diag 113 y calle 64, 1900 La Plata, Argentina
Palabras clave: Oxido de Grafeno reducido, Langmuir Blodgett, Sincrotron

Resumen

El objetivo del presente trabajo es obtener películas delgadas de óxido de grafeno (GO) empleando la técnica de Langmuir-Blodgett (L-B) y posteriormente producir la reducción de la película, analizando distintos métodos, para obtener óxido de grafeno reducido (rGO). Con el objetivo de caracterizar als muestras de GO y rGO, las mismas fueron estudiadas por microscopía de fuerza atómica (AFM), micro-Raman y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) con resolución espacial nanométrica. Se realizaron además medidas de conductividad tanto a escala macro como nanométrica utilizando una estación de prueba y un nanomanipulador acoplado a un equipo de microscopía electrónica de barrido (SEM). Finalmente se correlacionaron el estado químico, la estructura y los defectos presentes en las películas delgadas de rGO con sus propiedades de transporte.

El GO fue sintetizado mediante el método de Hummers [1], y se depositó sobre Si(100) empleando la técnica de L-B. El aspecto de los depósitos fue analizado mediante SEM. El espesor de las láminas de GO y rGO se estudió mediante AFM encontrándose para una lámina de rGO un espesor de 1,3±0,1nm, que corresponde al valor esperado para una única lámina de óxido de grafeno. Del análisis de los espectros Raman se puede apreciar una disminución de la banda D asociada a sitios defectuosos de la red [2] mientras que los resultados de XPS realizados in-situ durante un tratamiento térmico en ultra alto vacío permitieron cuantificar la reducción del material e identificar las especies químicas presentes en cada muestra. De acuerdo a las medidas de conductividad, las películas delgadas poseen un comportamiento semiconductor hasta que son reducidas a temperaturas en UHV, alcanzando entonces un carácter óhmico con una elevada conductividad del orden de 105 S/m, la mayor reportada hasta el momento en la literatura [3,4] para compuestos del tipo del rGO.

El conjunto de datos experimentales demuestra por una parte la posibilidad de realizar depósitos controlados de GO por L-B y por otro lado, a partir de los resultados de caracterizaciones estructurales y espectroscópicas obtenidos, la eficiencia del proceso de reducción térmico para producir rGO conductor con baja densidad de defectos y una alta relación C/O. Este método de producción tiene gran potencial debido a que abre la posibilidad de sintetizar de forma controlada desde monocapas hasta multicapas de materiales del tipo de los grafenos con propiedades de transporte controladas tanto como aislante o como conductor.

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Citas

S. W. Hummers Jr, R. E. Offeman,¨ Preparation of Graphitic Oxide¨, J. Am. Chem. Soc. 1958 1339-1343.

B. Chitara, L. S. Panchakarla, S. B. Krupanidhi, ¨ Infrared Photodetectors Based on Reduced Graphene Oxide and Graphene Nanoribbons¨ C. N. R. Rao, Adv. Mater. ,23, 2011, 5419–5424.

S. Petersen, H. Y., Jiang L, F. Pizzocchero, N. Bovet, P. Boggild, B. Laursen, ¨ Electrical and Spectroscopic Characterizations of Ultra-Large Reduced Graphene Oxide Monolayers¨, Chem. Mater. 25, 2013, 4839-4848.

D. Luo, G. Zhang, J. Liu, X. Sun, ¨Evaluation Criteria for Reduced Graphene Oxide¨ J.Phys. Chem C 115, 2011, 11327-11335.

Publicado
2015-02-10
Cómo citar
Herrera, F., Ramallo López, J., Morales, G., Lacconi, G., Sanchez, R., Lohr, J., & Requejo, F. (2015). Nanointegracion: obtención controlada de nanoestructuras de oxido de Grafeno reducido interconectadas en áreas macroscopicamente extendidas mediante la técnica de Langmuir Blodgett. Investigación Joven, 1(2). Recuperado a partir de https://revistas.unlp.edu.ar/InvJov/article/view/1315
Sección
Resumenes de Jornadas