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Probing Exfoliated Graphene Layers and Their Lithiationwith Microfocused X-rays

机译：剥落石墨烯层及其锂化的探测用微聚焦X射线

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摘要

X-ray diffraction is measured on individual bilayer and multilayer graphene single-crystals and combined with electrochemically induced lithium intercalation. In-plane Bragg peaks are observed by grazing incidence diffraction. Focusing the incident beam down to an area of about 10 μm × 10 μm, individual flakes are probed by specular X-ray reflectivity. By deploying a recursive Parratt algorithm to model the experimental data, we gain access to characteristic crystallographic parameters of the samples. Notably, it is possible to directly extract the bi/multilayer graphene c-axis lattice parameter. The latter is found to increase upon lithiation, which we control using an on-chip peripheral electrochemical cell layout. These experiments demonstrate the feasibility of in situ X-ray diffraction on individual, micron-sized single crystallites of few- and bilayer two-dimensional materials.
机译：在单个双层和多层石墨烯单晶上测量X射线衍射，并与电化学诱导的锂嵌入相结合。通过掠入射衍射观察到面内布拉格峰。将入射光束聚焦到约10μm×10μm的区域，通过镜面X射线反射率探测单个薄片。通过部署递归的Parratt算法来对实验数据建模，我们可以访问样品的特征晶体学参数。特别地，可以直接提取双/多层石墨烯c轴晶格参数。发现后者在锂化时增加，我们使用片上外围电化学电池布局来控制锂化。这些实验证明了在少数几层和双层二维材料的单个，微米大小的单晶上进行原位X射线衍射的可行性。

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