[Publication] Intercalation du baryum dans le graphite en milieu sels fondus : synthèse d'échantillons massifs pour la détermination de la structure cristalline de BaC6

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Une méthode de synthèse utilisant des sels fondus, développée à l’IJL, a permis l’intercalation du baryum dans le graphite. La structure de la phase BaC6 a pu être résolue. Ce travail ouvre des perspectives pour l’intercalation de différents éléments dans tous types de structures bidimensionnelles, afin d’induire des propriétés physiques particulières comme la supraconductivité.

D’une part, les mécanismes d’intercalation des métaux alcalins et alcalino-terreux dans les matériaux carbonés sont encore pour partie mal compris, or ces systèmes métal-carbone ont un rôle à jouer dans le développement de nouvelles technologies pour le stockage de l’énergie. D’autre part, l’intercalation dans les structures de basse dimensionnalité permet d’obtenir des matériaux modèles dont les propriétés physiques peuvent être tout à fait singulières.

L’intercalation du baryum dans le graphite a ainsi été réalisée à l’aide d’un mélange LiCl-KCl porté à 450°C. Du baryum y a été dissous avant d’y immerger une plaquette de pyrographite. Il a ainsi été possible de préparer des échantillons massifs et insérés à cœur d’une phase de composition BaC6.

La grande qualité des échantillons obtenus a permis, à l’aide des diffractomètres du Centre de Compétences X-Gamma de l’IJL, de déterminer de manière définitive la structure du composé BaC6 qui cristallise dans une maille hexagonale de groupe d’espace P63/mmc. Cette structure a pu être confirmée à l’aide de la spectroscopie Raman (Centre de Compétences Optique-Lasers), ce type de mesures ayant été réalisé pour la première fois au laboratoire. 

Références :

Titre : Intercalation of barium into graphite by molten salts method: synthesis of massive samples for crystal structure determination of BaC6
Auteurs : I. El Hajj, L. Speyer, S. Cahen, L. Herbuvaux, P. Lagrange, G. Medjahdi, C. Hérold
Nom de la revue : Carbon
Date de parution (en ligne) : Octobre 2021
Lien : https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.09.073
Légende de l'image : Cliché de cristal tournant du composé BaC6 (à gauche) et sa maille 2D commensurable avec celle du graphène (à droite)

 

Image
Cliché de cristal tournant du composé BaC6