Модификация двумерных наноструктур на подложках при ионном облучении («Ионы – 2D-материалы») : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. С. Тиванов

Abstract

Объектом исследования являлись графен, выращенный на медных подложках или перенесенный на них, а также численные модели подложек Cu, SiO2, SiC и Al2O3; предметом исследования – спектры комбинационного рассеяния света (КРС) графена на медных подложках, а также процессы дефектообразования при ионном облучении двумерных материалов за счет распыления подложки, достигающих интерфейса атомов отдачи подложки и генерируемых в подложке вблизи интерфейса горячих электронов. Цель работы - установление структурных свойств графена, выращенного на медных подложках или перенесенного на них, методом спектроскопии КРС; сравнение вкладов в дефектообразование в двумерных материалах при их ионном облучении распыления подложки, достигающих интерфейса атомов отдачи подложки и генерируемых в подложке вблизи интерфейса горячих электронов. В результате с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света обнаружено, что механические напряжения для выращенного на меди графена повышены, в то время как в перенесенном на медь графене они пренебрежимо малы, что связано с наличием остаточных эффектов синтеза в случае выращенного графена, которые удаляются после переноса; с помощью моделирования методом Монте-Карло проведена оценка роли подложек Cu, SiO2, SiC и Al2O3 в дефектообразовании в двумерных материалах при облучении ионами He, Ar, Xe, C, N и Si в диапазоне энергий налетающих ионов от 100 эВ до 250 МэВ; показано, что подложка активно участвует в данном процессе за счет ее распыления, достигающих интерфейса с ненулевой энергией атомов отдачи подложки и сгенерированных в подложке в непосредственной близости от интерфейса горячих электронов, причем вклады данных процессов не являются пренебрежимо малыми с учетом энергий дефектообразования в наиболее распространенных двумерных материалах; для налетающих ионов рассчитаны интервалы энергий, в которых активно происходит имплантация распыленных атомов подложки в кристаллическую решетку двумерного материала.