Модификация структурных свойств графеновых слоев с берналовской и поворотной укладкой при облучении быстрыми тяжелыми ионами («графен-укладка-ионы») : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. С. Тиванов

Abstract

Объектом исследования являлся коммерчески доступный графен с числом слоев от 1 до 3 с берналовской (AB-типа) и поворотной укладкой, синтезированный с помощью химического осаждения из газовой фазы на медной фольге и перенесенный на подложки SiO2/Si, облученный ионами аргона энергией 46 МэВ с флюенсами 109, 1011, 1013 см2, а также численные модели подложки SiO2/Si и геометрические модели графена с поворотной укладкой; предметом исследования – спектры комбинационного рассеяния света (КРС) графена SiO2/Si до и после облучения, а также процессы дефектообразования в графене с берналовской и поворотной укладкой при его ионном облучении на SiO2/Si. Целью работы было установление механизмов дефектообразования в графене с берналовской и поворотной укладкой при облучении быстрыми тяжелыми ионами. В результате проведенных исследований с помощью спектроскопии КРС получены зависимости плотности дефектов от флюенса, соответствующие результатам моделирования TRIM и подтверждающие, что концентрация индуцированных облучением дефектов значительно превышает типичную концентрацию собственных дефектов при облучении с флюенсом 1013 см2. Геометрическое моделирование для графена с AB- и поворотной укладками показало изменение коэффициента образования скоррелированных пар вакансий от 0,50 для AB-графена до ~ 0,34 для графена с поворотной укладкой. На основании геометрического моделирования получены выражения, использованные для расчета истинной концентрации дефектов в графене с различными типами укладки из экспериментальных результатов спектроскопии КРС.