칼륨-흑연 섬유층간화합물의 구조와 전자 에너지 상태의 분석

The Analysis of Structure and Electron Energy State of Potassium-Graphite Fiber Intercalation Compounds

구조가 잘 발달된 피치계 흑연섬유로부터 변형된 two-bulbs법를 사용하여 흑연섬유의 반응 온도 변화($T_g$ : $450^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $250^{\circ}C$)에 따라 칼륨 흑연 섬유층간 화합물을 합성하였다. K-GFIC의 stage 전이과정을 X-선 회절법을 이용하여 연구하였고, 이때 1 stage와 2 stage에 있어서 특징적인 (001) 회절선의 d값은 $5.40{\AA}$와 $8.78({\pm}0.01){\AA}$으로 나타났다. K-GFIC의 stage를 가진 K-GFIC의 반사율의 최소값이 원래 흑연 섬유보다 높은 에너지쪽에서 나타났음을 알 수 있었다. Stage의 혼재 때문에 높은 반응온도($400^{\circ}C$, $450^{\circ}C$)에서는 가시광선 영역에서 뚜렷한 반사율의 최소값을 찾을 수가 없었다. X-선 회절법과 UV/VIS 분광법 데이터는 낮은 stage를 가진 K-GFIC는 흑연 섬유층의 탄소원자들 사이에 전하 운반자가 존재하고 있음을 제시하고 있다. 또한 이러한 결과들은 K-GFIC의 전기적 성질과 물리적 성질에 대한 정보를 제공하여 주고 있다.

Potassium-Graphite Fiber Intercalation Compounds(K-GFIC) have been prepared from well oriented pitch-based Graphite fiber by the transformed two-bulbs method with variation of reaction temperatures of graphite($T_g$ : $450^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $250^{\circ}C$). The stage transition process of K-GFICs was studied by X-ray diffraction methods, and we have observed peaks with d-values of (001) diffraction of $5.40{\AA}$ and $8.78({\pm}0.01){\AA}$, which are charecteristic for the stage 1 and stage 2, respectively. The stage stability and energy states of K-GFICs were studied by UV/VIS spectrophotometer. As a results, We found that the minimum values of reflactance of K-GFICs with pure stage was moved to higher energy pristine Graphite fiber's. But because of mixtured stage, we could not observe minimum reflectance in the visible region at high reaction temperatures($400^{\circ}C$, $450^{\circ}C$). From X-ray diffraction and UV/VIS sepctrophotometry data, we can suggest that K-GFICs with lower stage has many charge carriers existed between C atoms of graphite Layers. And then, these results also provides information on the electrical and other physical properties of K-GFICs.