the formation of carbon-coated mgo cubes and carbon cubes

4
between two closely opposed membranes. [11] Crystal growth in these systems was typically slow (taking for example, between two to six weeks for the fluoroapatites and one week for the calcium phosphates in the polymer pellet) and the morphologies of the particles produced depended on factors such as the supersaturation and pH. In the experiments de- scribed here, the double diffusion set-up results in rapid flow and mixing of the reagent solutions in the polymer membrane such that significant precipitation occurs within a few minutes of initiation of the experiment. It has been suggested that organisms control crystal mor- phology by forming crystals within a pre-formed matrix com- posed of either macromolecules or lipid membranes, and that the ultimate morphology of the crystal is defined by the form of the matrix. [1] Alternatively, specialized organic macromole- cules, which are occluded within the majority of biological cal- cium carbonate crystals, have been shown to interact with spe- cific crystal faces of growing crystals. [12±15] The specific location of macromolecules within crystals has been con- firmed by high-resolution synchrotron X-ray diffraction study of single crystal, calcite sponge spicules, [16,17] which showed that the shape of the domains mirrored the overall morphol- ogy of the spicules. [16] This was only valid for spicules contain- ing occluded macromolecules, suggesting that the macromole- cules did play an active role in morphology control. [17] Sea urchin plates form in large, pre-formed vesicles, [18,19] and indeed, for a crystal with a morphology as complex as these, only a control mechanism involving growth within a pre-formed mold would seem feasible. In this case, adsorption of macromolecules on specific crystal planes may be more im- portant to controlling the texture, and therefore the mechani- cal properties of crystals. In contrast to pure calcite crystals which readily fracture on {10.4} planes, sea urchin plates frac- ture to show conchoidal fracture surfaces. [19] Indeed, it has been argued that organisms strive to produce materials that are more isotropic in character, which in single crystals can be achieved by incorporation of macromolecules. [12] Although single crystals of complex structure have pre- viously only been described in biological systems, our results demonstrate that preparation of single crystals with morphol- ogies as intricate as sea urchin plates is by no means an insur- mountable synthetic goal. Under controlled nucleation and growth conditions, single crystals of calcite with sponge-like morphologies were readily produced by precipitation within a suitable constrained volume. While the original urchin plate was employed here to produce a suitable polymer template, the method is quite general and could be applied to any poly- mer membrane containing a continuous network of pores. Experimental Sea urchin skeletal plates from Heliocidaris erythrograma were cleaned of all organic material and were abraded to a thickness of between 1 and 2 mm. After sonication in ethanol to remove any loose particles, the plates were dried at 60 C. Polymer replicas were made by immersing the plates in a monomer solu- tion (9 parts LR-White, hard grade electron microscopy resin (Agar Scientific) to 1 part ethyl acrylate) using capillary action to fully fill the voids of these porous plates. Curing in a sealed and oxygen-free atmosphere at 60 C for 24 h produced a relatively firm yet flexible polymer. Uniform sections through the polymer/plate of ~ 90 lm thickness were produced using a hand-operated mi- crotome, and the calcium carbonate present was removed by exposure to dilute hydrochloric acid for 24 h. The resulting urchin-replica membranes were washed with copious quantities of MilliQ water, and were stored in water to ensure that they remained hydrated. Calcium carbonate was precipitated in these membranes by placing a mem- brane between two U-tube arms, and simultaneously filling the arms with equi- molar solutions of Na 2 CO 3 and CaCl 2 . After a designated time, the membranes were removed from the U-tube set-up, washed with water, and allowed to dry at room temperature for 24 h. Removal of the polymer membrane by heating (at 500 C for 45 min) yielded the particles of calcium carbonate that had been precipitated in the membrane. Single particles were characterized by scanning electron microscopy (SEM) (after Au-coating) using a JEOL 6300F SEM, fitted with a field-emission source, and operating at 5 kV. X-ray diffraction was car- ried out at the EPSRC national crystallography service, where samples were run on a NoniusKappaCCD diffractometer at the window of a Nonius FR591 rotating anode X-ray generator. Received: February 25, 2002 Final version: March 28, 2002 ± [1] S. Mann, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3392. [2] S. Mann, G. A. Ozin, Nature 1996, 382, 313. [3] H. A. Lowenstam, S. Weiner, On Biomineralization, Oxford University Press, Oxford 1989. [4] D. M. Raup, J. Geol. 1959, 67, 661. [5] G. Donnay, D. L. Pawson, Science 1969, 166, 1147. [6] F. C. Meldrum, R. Seshadri, Chem. Commun. 2000, 29. [7] JCPDS powder card number 24±27. [8] S. Busch, U. Schwarz, R. Kniep, Chem. Mater. 2001, 13, 3260. [9] M.Prieto, J. M. García-Ruiz, J. L. Amorós, J. Cryst. Growth 1981, 52, 864. [10] F. Peters, M. Epple, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 3585. [11] M. Iijima, K. Hayashi, Y. Moriwaki, J. Cryst. Growth 2002, 234, 539. [12] S. Weiner, L. Addadi, J. Mater. Chem. 1997, 7, 689. [13] J. Aizenberg,J. Hanson, T. F. Koetzle, S. Weiner,L. Addadi, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 881. [14] A. Wierzbicki, C. S. Sikes, J. D. Madura, B. Drake, Calcif. Tissue Int. 1994, 54, 133. [15] J. B. Thompson, G. T. Paloczi, J. H. Kindt, M. Michenfelder, B. L. Smith, G. D. Stucky, D. E. Morse, P. K. Hansma, Biophys. J. 2000, 79, 3307. [16] J. Aizenberg, J. Hanson, T. F. Koetzle, L. Leiserowitz, S. Weiner, L. Adda- di, Chem. Eur. J. 1995, 1, 414. [17] J. Aizenberg,J. Hanson, M. Ilan, L. Leiserowitz, T. F. Koetzle, L. Addadi, S. Weiner, FASEB J. 1995, 9, 262. [18] K. Märkel, U. Röser, M. Stauber, Zoomorph. 1989, 109, 79. [19] P. Dubois, C.-P. Chen, in Echinoderm Studies (Eds: M. Jangoux, J. M. Lawrence), Vol. 3, A. A. Balkema, Rotterdam 1989. The Formation of Carbon-Coated MgO Cubes and Carbon Cubes By Menachem Motiei, Jose Calderon-Moreno, and Aharon Gedanken* The synthesis and characterization of fullerenes and carbon nanotubes constitutes an important part of nanoscience. Since the discovery of fullerenes and later of carbon nanotubes, many carbon arrangements have been described. Reports on Y-shaped, T-shaped, ring-shaped, and flask-shaped carbon Adv. Mater. 2002, 14, No. 16, August 16 Ó WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2002 0935-9648/02/1608-1169 $ 17.50+.50/0 1169 COMMUNICATIONS ± [*] Prof. A. Gedanken, M. Motiei Department of Chemistry, Bar-Ilan University Ramat-Gan, 52900 (Israel) E-mail: [email protected] Dr. J. Calderon-Moreno Materials andStructures Laboratory, Tokyo Institute of Technology 4259, Nagatsuta, Midori-ku, 226-8503 Yokohama (Japan)

Upload: m-motiei

Post on 06-Jun-2016

214 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

������� ��� ����� ������ � ���������� ����� �������� ���� �� �� ������� ��� ������� ��� ��� ����������� ��� �� �� ���� ��� ��� ������������� ��� ��� ������� ��� ������ �������� �� ��� ��� �� ������� ��� ��� ���������� �� ��� �������� �������� �������� �� ��������� � ��� ������������� ��� ��� � ��� ������ ��� ��!������ ����� ��� ������ �������� ��!�� ����� �� ����� ������� ����� �� ��� ������� ������� �� ��� ��� �� � �������� ���� ���������� ������������� ����� ������ � ��� ������� ���������� �� ��� ������ ����

� �� ���� ������� ���� ������ ������� ����� ��!������ � ��� ��� ����� ������ � ���!��� �� ����� �� !���� �� ������ ���� ������� �� ����� � ������ ��� ������� ���� ��� �������� �� ��� ����� � ������� � ��� ��� �� ��� ��������� "��������#��� �������$�� ������� ���� ���!����� ����� ��� �������� ������ ��� �%���� �� ���������� ���!��� ��������� ������ ��#� ���� ���� �� �������� ���� ��!����� ����� ���� �� ������� ��������&'�(� )�� ��������������� �� ���� ������� ������ ����� �� ���� ���!��� �� � ����!��������� ��������� *!�� ����������� ����� ����� ������ ������� ����� ���������+��,� ����� ��������� ��� ���� �� ��� �� ��� ������� ��� �#����� ������!�� �� ��� ���������+� )�� �� ��� #���� ��� ������ �������!��� �������� ���� �������� �������� ���� ��� ���� ���!���� ��� ��� �� ����#� ���� �� �������� ����������,�

-�� ������ ����� ��� �� ������ ���!��� �� #��������.��/�

��� ������� ��� � ����� ���� � �������� � �� ���� ������ ��� � ������� ������ ��#��#��� ������ ������ ����!��� �� ��� ����� �� �������� � ��� ���� ����������� ���� ������� �� ������� ����� ����� � �� ��� � !������� �� ����������� ��� �������� ��� ��������� ��� ������!��� ��������� �� ������ � ������� �� ���� ������� ���������� ������ �������� �� 0�1�23 ������ �� ������ ����� ����!���� �� ��� ���������� �������� ���������/� ������ �� ������ ������ ���� ������ ���#� �� ������� ������� ������� ��� �������� �� ���������� ����� �� ����� ����� ��� �������#�� � ������������� �� ���� ����������&�

"������� ����� ����� �� �� ���� �������� ��#� ���!#���� ��� ���� �������� �� ���������� �� � ��� ������� ������� ���� ����������� �� ����� ����� ���� ������!���� � ��������� � �� ������ ����� � � �� ��� �� ����! �������� ������� ����� 4���� ���������� ���������� ��������� ���������� ����� ����� �� ������� ���� �����!���� ���������� ���� ������ �������� � ������������� ������ �������� ���������� #��� �� 5���� ��� �������� ������ ������� � ����� ���� �� ������� � ������� ��� �� �� ��������� ����� � 6���� ������� ��� ����� �� ������� �� �� ���! �� � ����� ���������� � ��������� ������� �� �����

����������

-�� ������ ������� ����� ��� ���� ������ ����� ��� ���� ������� �� ���������� ������� ��� ���� ������� �� � ������� �� ������� � ��� & � "������������� �� ������� �� �� �#� �� ���� ��������� ��� ����� ���� ����� ��+1 7�� 8�� �� ������� ���� ��� � � ����� ��� ����� �� � ��� �� ���!���� �/ ���� 9:!5����� ���� ����� �������� ������� ���� �"��� -������������ � ���� ���� �������� ���� �������� ������ �� ���� ���� ��� #��� �� ����

����� ������ ������ �� � ����� ��� �����!���� �� ������ �� +1 7� ��� &2 ��������� � ������#�� ��� �� �������� ��� ��� 4����� ������ ������� ������ ��;����� �� � /1 � ������� ���� �������� ���� � ����!�������� �!����� �� ��� ��� ������ ��������� ������ �� �� �#�� � ������� �� ����������������� ���� ��� &2 �� )�� �������� ������!������� � ����� ��������� ���� ������ 6�������� �� <����= ������ ��� ���� ����� �� ����� ������� ���� ��� �� ����� ��������

������ ��������� �� ������������ �� ���� � ����� � ������� � � !����� ������� ��� 4!���� �� � ��� � ��������� ������� ��� �� ���� �6��! ���� ������� �� >�&�?@ ��� ����&� "���� � ��������� �� �� ��� � ��������� �� �#�� ��� ��� 4!���� ��!��� ����� ���� ������ ��� ������� �� ���� ��� �� �������� ��� &2 �� :� �#�� �� ��� ��� �� � ����� � ���������� (11 7� ��� 2( ��� ������ ��� �������� �� ������ ��������� ���� ��� ���������������� �� ��� � ������ -����� �������� ���� ����������$�� � ��������������� ������� �-A<� ������ "�!�������� ���� � BA?9 +@11C -A<� ���������� � �����!� ���� ������ ��� ��������� �� ( �D� *!�� ����������� �� ���!���� ��� �� ��� A8-:� �������� ������������ ��#���� ����� � ��� ������� �� � >����E������F ��������� ���� �� ��� ������ �� � >���� C:(/��������� ����� *!�� ����������

:����#��G C������ &(� &11&C���� #�����G <���� &.� &11&

'��� -� <���� ������ ����� ��� ��� ����� ��� @@/&��&� -� <���� H� "� ?$��� ���� ����� ���� @�@��@� �� "� 9������ � -� 5������ �� � �������!� �� ?����� 4��#����

8��� ?����� ������2� F� <� :���� "� #� �� ����� $%� ++���(� H� F����� F� 9� 8����� &������ ����� '$$� ��2,��+� C� �� <����� � :� -������� ����� � ����� ����� &/��,� B�8F- ������ ���� �� ��� &2'&,��.� -� I���� 4� -�����$� :� E����� ����� (��� ����� '�� @&+1��/� <� 8������ B� <� H���J�!:��$� B� 9� " ��K� "� ����� #� �� ����� )�� .+2�

��1� C� 8����� <� A����� "� ����� & ��� *� � +���� ����� @(.(����� <� �%� �� E� ������ L� <�������� "� ����� #� �� ����� ��,� (@/���&� -� 5������ 9� "������ "� (��� ����� ����� %� +./���@� B� "�$������� B� ������ )� C� E���$��� -� 5������ 9� "������ "� ��� �����

& �� ����� ''�� ..����2� "� 5���$������ �� -� -���� B� F� <������ I� F����� ����-� +����� ��� ����

),� �@@���(� B� I� )�� ���� H� )� 8����$�� B� �� E����� <� <������������ I� 9� - ����

H� F� -����� F� A� <���� 8� E� ��� �� � ����� "� ����� %�� @@1,���+� B� "�$������� B� ������ )� C� E���$��� 9� 9��������$� -� 5������ 9� "���!

��� ����� ���� "� ����� '� 2�2���,� B� "�$������� B� ������ <� ���� 9� 9��������$� )� C� E���$��� 9� "������

-� 5������ .�&� "� ����� �� &+&���.� E� <M����� 4� :N��� <� -������� / � ���� ����� '0�� ,/���/� 8� F����� ��!8� ����� �� ����� ���� &����� �A�G <� B������� B� <�

9��������� D��� @� "� "� I���� �� :������� �����

�� �������� �� ������������� ��� �������� ������ �����

I(������ ( ���� " �� ����� �1( ��� ���� ��� � #���2��O

)�� ����� ��� ����������$����� �� ��������� ��� �������������� ��������� �� � ������� ���� �� ����������� -������� ����#�� �� ��������� ��� ����� �� ������ ��������� �� ������ ������� ��� ��#� ���� ��������� :����� ��L!������ )!������ ����!������ ��� ����!����� ������

��3� (��� ����� ',� >�� �+� "���� �+ � 5 9AL!D�� D����� H �� P ��� EH�"� 5������ � &11& 1/@(!/+2.;1&;�+1.!��+/ Q �,�(1R�(1;1 ��+/

���

�����

����

'�O� 8���� "� H�������� <� <�����

F����� ��� �� ��� ���� I��! ��� 4��#����:� ��!H��� (&/11 � �����A! ���G ��������S �������������

F�� B� ��������!<�����<������� ��� -�������� 9��������� )��� ������� �� )��������2&(/� >�������� <�����!��� &&+!.(1@ L����� � �B�����

�������� ��>)� ��� ����� ��#� ���� ��������� " ����� �//&� � ����������� ������������� ����� ��� ������ 6������!�� ������� �&F� ������ ���� �������� �� �������������� ��������� � 9� L� )� ��� * ������ ��� ��� ����� ������������� ����#��� �� ���� � ��� ��� ��� ��� ��������� ����� ����#����� �� �� ���� ��������� ����� ����� ��� ������ �� �>)��&� )��� �������� �>) ���� ���!����� ����� ������� ���!�������� �����������&� ����!�����!���� ���� ���� �������� ������� ��:)A<� � ����� ������� ���� ��� �� ����� ������ �������� ��� %����������� ����� ������� ����� �� 9� L� ��� ) �������� ��������� ������ �� ��� %���������&� :�� �� �������� �� � ���������@�2� �� ��� ��� ����� �� �������� �>)� � ��� ����� ��������2� �� �������� L!%������� �������� � ��� ����� ������������� ������� ��������� :�� ������� ��� L!%��������������� �� �� ����� � �������� ���� ��� ������� �������������� �� ��� %�������� A��������� �������� ����� ������� ������ �� �� L!%������� ������ ����������(� )�������� ��� ��������� ���� ��� L!%������� ���� ����������� ������ %������� ��� ����������������(�

� �� ���� ���� ���� ����� ���������� ������ ����� ������ �� ���� ���� ������������ ����� ��� ������ �� �������'������'��� ��� ��������+� 5� ��#� �������� �� �������������� �� ������ �������� � �������� ������ �������?�@>? �� /11 7���,� )�� �������� ���� ������ ���� ����!�������� ����� ����� �������

"%��� ��� �� ��!������ ��#� ������� �������� �� �������������� �� �>)'<�? ���� ���������.� )�� <�? ������� ��� �>) ���� �������� �� ��� ������� ������� � �������� <� ������ ���� ������ �� � ����� ���� )�� <�? �����!��� �� ��� ��� ���� �������� �� � ������ ������ �������� ��#�� � ��� �� ����� ��� ��� ����������� �� ��� �>)� " �� �� ������ �� ��� ������� ������ �� �����#� �������!��� �� ��� ���� )�� �>) ���� �����$�� � ��� ����#���� ���������� ���� ����� ��� ��������� � ��� ������!����.�

� ��� ��������� �� ������ �� ��� ����������� �� <�?���� ������ � ��������� ������� )�� ���� �� ��� ��������� ������� (11 � ��� +11 � � )��� ���� ���� ��!������ �� � �������� ������� <� ��� <���?�+� )�� ��������� ����� ���� ��� ��� ����� ��� ����� ��� �� ��������� � ������ ����� � �������� �� ��� ����� � � �>) ������� �������� � ������� �� ��� ���������

-���� ��� ����� ������� � ����� ��� ��� ����������� ��������!������ <�? ���� ��� ������ ����� �� � ����� ��!������� ���� ����� ���� ��� �� �@ ���� ������� �������������� �� ���� ����� �� ������ �� #����� �������/�

)�� �������� ��� ��� ��������� �� ��� �������� ��� � ������ ��� ���#��� ������ ��� A����� ������� �� ����� ����!�� ������� ���� ����?�@>? �� ��� �>)��,� ������ ������� ��� ������� �� ��� �������� ������� ��#��� <�? � ��� �%�� �������� � C����� �"� �� ������ ��� *!�� ������������*:F� ������� �� ��� �!�������� �������� <������ ��!���� <�&�� ��� ��������� ������ ��� ������ � ��� �������� C�� ��� ����������� ����� ���� ��������,���� � ���� ����� ���� ������,�� ���� ��� �!�������� ������� �� �������

���� ��� ��� <�? ����������� ���� ����������� � ��� ���!��� ���� ��� *:F ����������� �C��� �I� ��� ��� ���������� ��� <�? ������� �#�� ����� ��� ��� ����� ���� )��� ���!���� �� ����� ����������� �#�� ����� ������ ����� ��� �������� 5� ��#� ����������� ��� �������� �� ��� <�? � �������� �� � ��������#� ���� ���� � ��� �� ������ ��� ���#�������� ���������� ������� ������ ��� �� ����� <���?�+ �������� �� ��� � � ������ ����� ��!�� �� ��� � � �� ����!���� ��� ��� � � �������� �� �� ��#� ��� ���� ���������� >����� ���� �������� ����� ���� ���������� )��� ������������� ��� ������ ��� ����!������ �<5��>) �� �����6�����������1�

5� ��������� ��� ��#��������� � ������� �������� �!������ �-A<� �� ��� ������� ����� ��� ��� ����� ���� "��� �� C����� &"� ��� ��#����� �� ���� ���� ���� ����� �������� ���� �C��� &I�� �� ����� �� �>) ��� � ��� ����� � ���� �� ��� ����� )� ������� ��� �� ������� ����� ����� �� ��������� �����!������#� ����� �� *!��

��,1 � 5 9AL!D�� D����� H �� P ��� EH�"� 5������ � &11& 1/@(!/+2.;1&;�+1.!��,1 Q �,�(1R�(1;1 ��3� (��� ����� ',� >�� �+� "���� �+

���

�����

�����

MgO

Graphite

Mo2C

20 30 40 50 60 70 80B

2-Theta - Scale (degrees)

A

C��� �� *:F ����������� ������� �� ��� �!�������� � ��� �"� ��� ����� �������� ��� �I��

(A)

(B)

C��� &� -A< �� ��� ������� ����� ��� ��� ����� ���� "� "� ���� ���� ���� �����I� �� ���� ���� �� �>) ��� � ��� ����� � ���� �� ��� �����

�AF"*� �� ����� ���� ��� ����� ���� ��� ���� ��� ��<�?� �������� � ��� � ���� �� ���� ������� )�� �����!�� �� ��� ������ ���� �� ��� AF"* ������ �������� ������!����� ���� ����� ��� ���� ��� �� � ����� ���� �� ��� ����� �� � ���� �� ����� C����� @" � � ���� ���� �������� ������� �)A<� � ��� ������ ������� ���� ���� ����!��� �������� �������� � ����� ����� ��������� "� �����

������� ��� �� ��� �� ���� ������� ������� ���� ��� ����������� � � ����� � � ����� � ���� �� ��� ������� � ��� ��� ��!��� ��� ���� ���� ���� �� ��� ������ ������� �C��� @"�� )��������� �C��� @I� ������� <�? ���� ��� ��� ��� �����! ���� " �������� ���#�� �� ��� �� ��� ���#��� ����� <�?�� �������� � ��� �� ��� �!�������� ���������,� � �������#��� ����#�� � ��� ��� ����� ���� � ��� ������� ������� ������ ������� ���#��� �� ���������� F����� )A< ���!��� �� ����#�� ���� � ��� �������� ����� � ������������������� ��� ����� )�� ������ ���� �� ��� AF"* �������� ����� ���� �#������ ��� ������� �� ��� ������ ������� ����� ������� ���� )�� ������� ������� � ����� ('�1 � �������� �� �#���� �������� ���� ���� �� ��������� ������� ���&!������ � ��� � )�� ���� ��� �� �������� �� ��� <�?����� ������� � �� ������ �� � ����!:� �� ��������!�� F�� �� ��� ����� ��� �� �� �������� ����� ����� ������ <�? ����� �� :� �� ����� ����� ��� F! ��� H!���������� �� ��������� ������ ���� ������ ����#�� �C��� 2"��)�� :� �� ������ �� ���������� ������ �������� �������� � � ���� �C��� 2I�� )�� ������#� ������� �� ���� ������ ��� ������ �������� ���� ��� ������ ������� �� ��� ���� � ��� �� ����� ����� ������� ������� �����

� � ��� ���� ����� ������� ��� AF"* �� � ���� ���������� ������ � ��� �%�� �� ������ ���� �� ��� � ��� �� ����� ���� ��� � ���� �� <� ��� ����� ���� #�� ���� )����� AF"* #���� ��� ���� �� �����������G &(T�� 21T <�� ��� �1T ?� ������ ��� ��� ����� ���� ��� //T� ����� ��������� �� ���� � �� ��� ���� ���� ��������� �� ��� ���� ������ ����#��� �� ��� ����� � ��� ���!��� ���� ������� "� ��� ��� �� � ������ ���� � �������� ��C����� @�� � � ������ ���� ��� ��� ���������� ������� ����� �� ��� ������ ����� ����#��� ��� <�? ��� ���#��������� � ������ ����� <��� ������ ��� �� ��� ��������� ������ �� �������

)�� ������ �� ��� ��� ����� �� <�? ��� ���<5�>) �� ���� ������ ����������,� � ������ <�? ��������� #�� ��� �������� �� <� ��� �?G

<��9� R �?��� '� <�?�� R ��<5�>)� ���

����� ��� �? � �������� � ��� ���� �� ���� ������� ��<���?�+� <5�>) ��� ��� �������� ������� ��� I��������������G

&�?��� '� �?&��� R ��<5�>)� �&�

<�&� � �������� � ��� ��������� ��������G

<���R @�?��� '� �;& <�&��� R@;&�?&��� R��� �@�

:������� @ � ���� �� ���� ������ �� 9����� ��� H��! ������� ��� �� E�� ��� �M�����&� 9����� ��� H�� �� ��!��#�� ��� ��� ����� �� <�&� ����� ����� �� ����� ��������������� �� �� �������� �� @11 �� 2,( 7�� ���� �����!�� ��� �� � ��� ����� �� <���?�+ �� ��� ������� ���?� E�� ��� �M�� �������$�� ������� ���� �? ����������� ��� �!���� �� <�&�� � ���� � ��� �!���� �� <���

)� ������� ��� ��� ����� �� ��� ���� �� ��#� �� ����� ������� �������� � ��� & ��� �������� ���� <� �� ����������� ����?�@>? ��� C���?�(�

�,� L��� �� ���� ���� ��!������ �� ��� ���#��� ���� � � �� �� �� ���� ������<� �� <�&� ��� �����$��� �������� �� "� /11 7� �������� � � ��� ��� ��#������ ���� ���� ����� ���� �������� &� ����������� & � ��� ����� �� ���� �� ��������� <������� �����$� �������� � ��� ����� ��� ���� ������ ����� ������ <�? ��� ��� ��� �'?'<� �� ������� � ��� �� ������������ ���� �� �������� ����@� 4��� ��� ���������� �� ����'? ���� <�? � ��� �� ������ � ��� ������� )�� �>)��� ������ ��� �� ��� #�� �������� &� )�� ������ ��������� ��� <�? ���� � ��� ����� ���� �� ��� ������ ����� ������� ��� ��� �� ��� #�� ��� �>) ��� ������ )�� � ������!��� ��� "%���U ������ �����.� ����� ��� ���!������ <�?���� ��#� � ��� �� ����� ��� ��� ��� ����� �� ��� �>)�

��3� (��� ����� ',� >�� �+� "���� �+ � 5 9AL!D�� D����� H �� P ��� EH�"� 5������ � &11& 1/@(!/+2.;1&;�+1.!��,� Q �,�(1R�(1;1 ��,�

���

�����

����

C��� @� "� )A< � ��� ������ ��� ������� �������� �� ������� <�? �����" <�? ���� ���� �� ���� ������� ���� ��� �������� ��� ��� ��� �������������� ��� ������ �������� ��� ����!��� ��� ��� <�? ����� I� F����� �� ��������� ������� �� ��� ���� ����� � �� ������ )�� ������� ������� ��� ������� ��� ����� ���� ��� �� ������� ������ ��� ��� �������� ���� ��� ������ ������� ��� �������� �� ��� <�? ����� ������� �� " ���� ��#������ //T�� ������ ���� �� ����������� �� AF"* ����� ����

B

A

1576

1352

1348

D - band G - band

1000 1200 1400 1600

lD/l

G~ 0.11MW CN T

MgO Cube Coating

Frequency (cm )

Inte

nsity (

a. u.)

−1

C��� 2� :� �� ������ �� "� � ������ <�? ����� )�� ����� ��� �� ���������� ����� ����� �� ���� <�?� ����� �� :� �� ����� ����� ��� F! ���H!���� ������ �� ��������� ������ ��� ������ ����#��� I� :� �� ������ �������� ��������� )�� ������#� ������� �� ��� ���� �������� ���� ��� ������������� �� ��� ���� � ��� �� � ����� ����� ������� ������� ����� � �� ������ �� ���������

����������

)�� ����� �� ������� ��� �� � 2 9 ����� #��� ����� ����� �� �!� ���� ��� ������ ���� -������� ����� " �;&� ����� ���� �� ������ ��� ���� ��� � � ������� ����� C�� ��� ������ (&. � �� <���?�+�1�11& ��� ���� @11 � �� <� �1�1�& ��� ���� ���������� �� ��� ���� �� ��� �� �������� ����� ��������� )�� #��� �� ������ �� /11 7� ��� @ �� )�� ����!���� ���� ����� �� ��� ��������� ������ �� ��� ��������� 5��� ��� ���������� �� ������ ��� ���� �� ������ �� ��� �� ��������� ��� ,&1 � �� ��������� ���������� -� � �1. � �� ������� ���� ��������� �� �� ��� ��� �� ����������� )�� ������� �� ������� ���� ��� ��� ����� ��������� ���� ������5� ����� ����#� � ������ �� �� +/T � ��� ����� �� ��� ���� ����� ���� )���������������� �� ��� ����� �� ��������� <�? ���� �� ��� ����� <�?���� ���� �������� ���� �� � ��� �������� �� ������� ����

)�� *!�� ����������� ������� �� ��� ������� ���� �������� ���� � I�����"*- F. "�#���� 8����� *!�� F�������� ���� ����� ��E� ����������� )������ ���� �������� ��������� ���� �������� ���� � BA?9!BA< �11-* ��������� ������� �� � �11 �D ������������ #������� -� ��� ��� )A< ������������ � ������� � ���� �� ��� � ��� ������� �� � ������ ���� �211 ��� �������� ������� ������� ������ ���� � ������ ��� � )�� ���� ������ ���!������ " ������� :������ :� �� ������ ���� �� � ������ ������� (�2�( � ���� �� �� "� ���� � ��� ���������� ������

:����#��G "���� &+� &11&

'��� 9� "� ������$�������� 4���� 5�� � ����� '%�� �,@��&� F� V���� -� -�������� ����� 4���� 5�� ����� ���� &.+��@� I� �� -������ ��� 8� B� )�� �� "� H�#������%� �� >� :� :��� �����

4���� 5�� ����� %%� &(@1��2� �� >� :� :��� "� H�#������%� 4� ��1����� ���� &���� ����� &��� �����

''�� @,(��(� �� 8����������� "� :������� B� 9�� "� -� D������#� B� <� *�� 4���� 6�3�

5�� ����� �)� @2,+��+� L� F� 9�� B� 9� ����� L� <� <�� B� I� V���� L� >� =��� 9� ������ �����

� ����� ����� ��2���,� �� 9� -����� *� )���� 9� L��� L�� E������� "� H�������� "� (��� �����

����� '0� �&,�� �� 9� -����� B� V��� L� <����� � C������ "� H������������� (��� ����� '�� &&1(� �� 9� -����� *� )���� L� <����� � C������"� H�������� "� (��� ����� ����� '0� &(1&�

�.� I� =� 5��� :� D�%���� V� B� V����� H� :� ������ 8� <� "%���� "� �� ������ ���� �� ����� '� @(�

�/� <� 9� 9����� 5� H� A���� #� ����� � �� ����� �� ����� $�� &�2@���1� <� <������ B� <� ��������!<������ "� H�������� ����� 4���� 5�� �����

�)%� &+,����� B� B� 9������ 9� �� " ��� H�� ��� +���� 4�7��1��� ���� (��� (���� ����

���� &&(/���&� E� E��� H� �M��� ���� ����� '$�8'%0� &2(���@� � E����� <� -���������� "� ����� & �� .��� +���� ����� �$� &&.@�

��,& � 5 9AL!D�� D����� H �� P ��� EH�"� 5������ � &11& 1/@(!/+2.;1&;�+1.!��,& Q �,�(1R�(1;1 ��3� (��� ����� ',� >�� �+� "���� �+

���

�����

�����

WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW