Růst epitaxního grafénu na SiC v ultra-čistých plynech
| Thesis title in Czech: | Růst epitaxního grafénu na SiC v ultra-čistých plynech |
|---|---|
| Thesis title in English: | Epitaxial graphene growth in ultra-pure gasses |
| Key words: | epitaxní grafén, SiC, ultra-čisté plyny, argon, vodík |
| English key words: | epitaxial graphene, SiC, ultra-clean gasses, argon, hydrogen |
| Academic year of topic announcement: | 2016/2017 |
| Thesis type: | project |
| Thesis language: | |
| Department: | Institute of Physics of Charles University (32-FUUK) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Jan Kunc, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned by the advisor |
| Date of registration: | 07.11.2016 |
| Date of assignment: | 07.11.2016 |
| Guidelines |
| Student se seznámí s růstem epitaxního grafénu a připraví sadu vzorků metodou termální dekompozice SiC. Růst epitaxního grafénu bude probíhat v ultra-čisté argonové atmosféře. Další sada vzorků bude vyrostena metodou interkalování grafénové bufferové vrstvy na Si straně SiC. Budou vyzkoušeny metody jak interkalování, tak následného deinterkalování při žíhání vzorku ve vysokém vakuu. |
| References |
| [1] W. A. de Heer, C. Berger, M. Ruan, M. Sprinkle, X. Li, Y. Hu, B. Zhang, J. Hankinson, and E. Conrad, Large area and structured epitaxial graphene produced by confinement controlled sublimation of silicon carbide, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108, 16900 (2011).
[2] P. N. First, W. A. de Heer, T. Seyller, C. Berger, J. A. Stroscio, J. S. Moon, Epitaxial Graphenes on Silicon Carbide, MRS BULLETIN, 35, 296 (2010). [3] W. Norimatsu, M. Kusunoki, Formation process of graphene on SiC(0001), Physica E 42, 691 (2010). [4] J. Robinson, X. Weng, K. Trumbull, R. Cavalero, M. Wetherington, E. Frantz, M. LaBella, Z. Hughes, M. Fanton, D. Snyder, Nucleation of Epitaxial Graphene on SiC(0001), ACS Nano 4, 153 (2010). |
| Preliminary scope of work |
| Grafén, další člen velké skupiny uhlíkových alotropů, je první uměle připravený čistě dvoudimenzionální materiál. Jedna z jeho zajímavých vlastností pro aplikace je laditelnost koncentrace nosičů náboje. K tomuto jevu dochází i v běžných kovech, nicméně díky polo-kovovému charakteru grafénu a malé hustotě stavů kolem Fermiho meze, je laditelnost koncentrace nosičů náboje v grafénu o několik řádů vyšší. Tato vlastnost se vytrácí při rostoucím počtu grafénových vrstev. Je tedy nezbytné dosáhnout definované přípravy kvalitní jedné grafénové vrstvy. Jedním ze způsobů je růst v ochranné atmosféře čistého argonu. K růstu pak dochází pomaleji než při růstu ve vysokém vakuu a grafénová vrstva vykazuje vyšší elektronovou pohyblivost. Další způsob spočívá v prvotním růstu tzv. grafénového bufferu, což je grafénová vrstva vázaná na substrát SiC. Při vyžíhání ve vodíkové atmosféře lze tuto vrstvu převést na skutečný grafén, tedy vrstvu se značně redukovanou interakcí se substrátem SiC. V rámci projektu proběhne růst epitaxního grafénu jak v argonové atmosféře, tak žíháním bufferu ve vodíku. Charakterizace vzorků proběhne měřením mikroskopie atomárních sil (AFM) a Ramanovy spektroskopie. |