Диссертация (Особенности синтеза и электронной структуры графена на подложках на основе d- и f- металлов)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Особенности синтеза и электронной структуры графена на подложках на основе d- и f- металлов". PDF-файл из архива "Особенности синтеза и электронной структуры графена на подложках на основе d- и f- металлов", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Санкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиПудиков Дмитрий АлександровичОсобенности синтеза и электронной структуры графена наподложках на основе d- и f- металловСпециальность 01.04.07 – Физика конденсированного состоянияДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:профессор, доктор физ.-мат. наукШикин Александр МихайловичСанкт-Петербург – 20182ОглавлениеВведение ..................................................................................................................................................4Глава 1. Обзор литературы ...............................................................................................................111.1. Кристаллическая структура и электронные свойства графена ...........................................111.2.
Методы получения графена ...................................................................................................161.2.1. Механическое расслоение ..........................................................................................171.2.2. Отжиг карбида кремния..............................................................................................181.2.3. Метод крекинга углеродосодержащих газов ............................................................201.2.4. Методы, основанные на сегрегации углерода ..........................................................23Глава 2.
Экспериментальные методы и оборудование ...............................................................292.1. Фотоэлектронная спектроскопия...........................................................................................292.1.1. Фотоэлектронная спектроскопия внутренних уровней ...........................................332.1.2. Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением.....................................352.1.3.
Фотоэлектронная спектроскопия с угловым и спиновым разрешением ...............362.2. Дифракция медленных электронов .......................................................................................382.3. Экспериментальные станции .................................................................................................402.3.1.
Спектрометр Thermo Fischer Scientific Escalab 250Xi .............................................402.3.2. Уникальнаянаучнаяустановка"Научно-исследовательскаяплатформаНанолаб". ......................................................................................................................422.3.3. Станция PHOENEXS...................................................................................................442.3.4. Станция RGBL .............................................................................................................45Глава 3.
Синтез графена на подложке никеля с различной кристаллографическойориентацией ..............................................................................................................................473.1. Детали синтеза графена на подложках Ni(100) и Ni(111) ...................................................473.2.
Электронная и кристаллическая структура ..........................................................................483.3. Интеркаляция атомов золота .................................................................................................503.4. Спиновая структура ................................................................................................................523.5. Выводы к главе ........................................................................................................................53Глава 4.
Синтез графена на пленках переходных металлов, нанесенных на графит ...........554.1. Метод синтеза и подготовка подложек .................................................................................554.2. Электронная и кристаллическая структура графена, сформированного на пленкеникеля, нанесенной на ВОПГ ................................................................................................5734.3.
Электронная структура графена, сформированного на пленке кобальта, нанесеннойна ВОПГ ...................................................................................................................................614.4. Сравнительный анализ графена, сформированного на подложках Co/ВОПГ иNi/ВОПГ ...................................................................................................................................644.4.1.
Особенности механизма формирования графена ....................................................644.4.2. Особенности кристаллической структуры ...............................................................654.4.3. Исследования методом комбинационного рассеяния света ...................................664.5.
Электронная и кристаллическая структура графена, сформированного на пленкекобальта, нанесенной на монокристалл графита .................................................................684.5.1. Электронная структура внутренних уровней ..........................................................684.5.2.
Сравненительный анализ графена, сформированного на подложках Co/ВОПГи Co/графит.. ................................................................................................................704.5.3. Сравнительный анализ электронной структуры графена, сформированного наподложках Co/графит и Со/W(110) ...........................................................................724.5.4. Влияние интеркаляции атомов золота на электронную структуру ........................744.6. Выводы к главе ........................................................................................................................77Глава 5.
Синтез графена на пленках редкоземельных металлов, нанесенных на графит ...795.1. Метод синтеза и подготовка образцов ..................................................................................795.2. Электронная структура графена, сформированного на пленке Gd, нанесенной наВОПГ ........................................................................................................................................805.3. Электронная и кристаллическая структура графена, сформированного на пленке Dy,нанесенной на монокристалл графита ..................................................................................835.4.
Выводы к главе ........................................................................................................................90Заключение ...........................................................................................................................................92Список сокращений и условных обозначений ..............................................................................95Список литературы ............................................................................................................................964ВведениеАктуальность темы исследованияОдной из задач, определяющих развитие как экспериментальной науки в целом, так ифизики конденсированного состояния в частности, является поиск материалов, которыеобладают новыми, не имеюшими аналогов, свойствами.
Одним из последних примеров такихматериалов стал графен – двумерный кристалл атомов углерода. Графен, как монослой атомовуглерода или одна отделенная от кристалла графита плоскость, был известен еще с 1970-хгодов. Однако только сравнительно недавно, чуть более десяти лет назад, А. Гейм иК. Новоселов смогли экспериментально показать выдающиеся свойства графена: аномальновысокую подвижность носителей заряда и полуцелый (аномальный) квантовый эффект Холла[1–3].
За эти исследования им в 2007 году была присуждена Нобелевская премия по физике.Работы Гейма и Новоселова вызвали огромный интерес к исследованию графена и графенсодержащих систем, который не ослабевает и сегодня.Кроме выдающихся электронных свойств, графен также имеет большую механическуюжесткость (~ 1 ТПа) и хорошую теплопроводность (~ 5·103Вт м-1К-1) [3,4].
Его толщинасоставляет всего один атом, и при этом графен сохраняет свою структуру как на различныхподложках, так и просто будучи подвешенным за края в вакууме. Он не подвержен окислениюпри нормальных условиях, и это дает возможность его эксплуатации как на воздухе, так и вболееагрессивныхсредах.Проводимостьграфенадостигаетвыдающихсявеличин(15,000 см2В-1с-1), что обусловлено уникальностью его электронной энергетической структурывблизи уровня Ферми.
Дисперсия валентных электронных состояний здесь имеет линейныйхарактер, вследствие чего носители заряда обладают практически нулевой эффективной массойи аномально высокой подвижностью [1–3,5]. Недавние исследования [6] показали, что графенобладаеттакже рядом необычных спиновых характеристик (аномально большая длинаспиновой релаксации, значительное спин-орбитальное расщепление валентных электронныхсостояний графена, возникающее при контакте графена с элементом с большим атомнымномером и т.п.).
