Диссертация (1149983)
Текст из файла
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.).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
