Влияние дефектов на механизмы электронного и фононного транспорта в структурах металл - графен : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. К. Федотов

Abstract

Объекты исследования – слои графена, полученные разными методами на различных диэлектрических подложках. Цель работы – установление влияния способа выращивания и типа подложки на механизмы транспорта электронов и фононов в графене. Методы исследования: структурная и электрофизическая характеризация, моделирование электронных и фононных свойств. В результате выявлено, что при T < 250 К все образцы графена относятся к полупроводниковому типу. В однослойном CVD-графене при температурах ниже 25–50 К в магнитных полях до 1–2 Тл вследствие квантовой интерференции в условиях слабой локализации магнитосопротивление отрицательное. Сопротивление твистированного графена в диапазоне 2–25 К описываются как теорией двумерных квантовых поправок к проводимости Друде, так и теорией моттовской 2D прыжковой проводимости. Слабые локализационные поправки обусловлены рассеянием на низкоэнергетических фононах, междолинным рассеянием, нарушением хиральности и короблением графена вследствие тепловых флуктуаций. Рассчитана концентрация дырок (3,9×1013 см-2), необходимая для подавления легирования графена из атмосферы носителями того же знака. Концентрация электронов, необходимая для компенсации адсорбционного легирования в условиях воздушной среды, оценена как 4,6 ×1012 см-2. При понижении давления от 1×103 до 5×10-5 мбар неоднородность распределения носителей уменьшается в нелегированном графене и увеличивается в графене p-типа. Это обусловлено пространственной селективностью легирования атмосферными адсорбатами, которая состоит в их адсорбции в областях пониженной концентрации дырок.