Получение и свойства графитных пленок нанометровой толщины

• Автор: Тюрнина, Анастасия Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАЗНОВИДНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГРАФИТА И ГРАФЕНА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1 Типы ГИБРИДИЗАЦИИ АТОМНЫХ СВЯЗЕЙ В УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛАХ
1.2 Разновидности углеродного материала
1.2.1 Полиморфные модификации алмаза, графита и карбина
1.2.2 Наноразмерные алмазо- и графитоподобные структуры
1.3 Графен
1.4 Особенности КРС спектроскопии углеродных материалов
1.4.1 КРС в алмазе
1.4.2 КРС в графите
1.4.3 КРС в нанокристстлическом алмазе
1.4.3.1 Модель пространственного ограничения фононов
1.4.4 КРС - спектрупътрадисперсных алмазных порошков
1.4.5 КРС в нанотрубках и фуллеренах
1.4.6 КРС аморфного углерода
1.5 Графен-двухмерный кристаллический углерод
1.5.1 История открытия. Атомная структура графена
1.5.2 Особенности зонной структуры и электронные свойства графена и графита
1.5.3 Особенности электрон-фонопнаго взаимодействия и спектроскопия КРС в графене и графите
1.5.4 Механические, оптические и химические свойства графена и тонких плёнок, состоящих из нескольких атомных слоев графита
1.5.5 Методы получения графена и плёнок графита, состоящих из нескольких атомных слоев графена
1.5.5.1 Микромеханическое расщепление
1.5.5.2 Эпитаксиальные методики
1.5.5.3 Химические методы
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНОК
2.1 Получение образцов углеродных пленок методом плазмохимического осаждения

2.2 КРС - СПЕКТРОМЕТР И ПРИНЦИП ЕГО РАБОТЫ
2.3 Электронная, атомно-силовая и зондовая микроскопия
2.4 Методики отделения графитных плёнок от подложек и переноса на другие поверхности
2.5 Методики оценки толщины графитных плёнок нанометровой толщины
2.6 Изготовление полевых транзисторов и измерение их электрических характеристик
2.7 КРС СПЕКТРЫ типичных углеродных материалов
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАФИТНЫХ ПЛЕНОК
3.1. Влияние параметров процесса осаждения на структурные характеристики графитных пленок
3.2, Механизм образования графита из алмаза
3.3 Топологические особенности графитных пленок нанометровой толщины
3.3.1 Механизм образования системы складок на поверхности нанографитных плёнок
3.3.2 АСМ исследования системы складок на поверхности нанографитных плёнок..
3.3.3 Спонтанное расщепление графитных плёнок нанометровой толщины..
3.3.4 Способы оценки толщины нанографитных плёнок
3.3.5 Волнообразные периодические структуры на поверхности графитных плёнок нанометровой толщины
3.3.6 Квазимонокристаллические графитные плёнки микронной толщины..
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАФИТНЫХ ПЛЁНОК, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ
ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ
4.1 Двойной резонанс в КР спектрах исследуемых графитных пленок
4.2 Эффект поля в графитных пленках нанометровой толщины
4.2.1 Прототип полевого транзистора на основе графитной плёнки на полимере.
4.2.2 Прототип полевого транзистора на основе графитной плёнки на кремнии
4.2.3 Измерение удельного сопротивления графитных плёнок
4.2.4 Уменьшение толщины исследуемых графитных плёнок методом реактивно — ионного травления в кислородной плазме
4.2.5 Исследование электрофизических свойств графитных плёнок при низких
температурах

4.3 Сравнительное исследоваііие свойств разных графеновых материалов
4.3.1 Получение графена из графитных плёнок нанометровой толщины на основе метода плазмохимического осаждения
4.3.2 Сравнительная КРС — спектроскопия исследуемых чешуек графена..
4.3.3 Электрофизические характеристики полевых нанотранзисторов на основе исследуемых графитных плёнок нанометровой толщины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

орбиталям, ориентированным перпендикулярно шестиугольной сетке атомов углерода и называются ^--электронами. Орбитали соседних атомов углерода частично перекрываются друг с другом. Благодаря такой конфигурации орбиталей и планарной структуре графена тг-электроны оказываются слабо связанными с атомным остовом и могут свободно перемещаться вдоль плоскости графитного листа.
Рис. 1.15 Трёхмерное представление (а) дисперсионной зависимости электронов графена в пределах первой зоны Бриллюэна. Изображение первой зоны Бриллюэна (б) для графена с указанием специфических точек, (в) Двумерная дисперсионная зависимость графена вдоль направления импульсов КГМК.
Удивительные электронные свойства графена возникают именно благодаря уникальной природе свободных носителей заряда — они ведут себя подобно релятивистским частицам. Движение электронов в окрестностях атомов углерода и их взаимодействие с сотовидной решеткой приводит к образованию квазичастиц, которые при низких значениях энергии Е точно описываются уравнением Дирака, аналогично фотонам с некоторой эффективной величиной (скорость Ферми) вместо скорости света. Двумерное и трёхмерное представление дисперсионной зависимости для свободных носителей заряда в графене представлено на рис. 1.15а. На рис. 1.156 изображена первая зона Бриллюэна: Г точка расположена в центре зоны и