Электронные и фононные свойства функционализированного донорными и акцепторными примесями графена на подложках : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Е. А. Колесов

Abstract

Объект исследования — графен, полученный химическим осаждением из газовой фазы, перенесенный на подложки SiO2/Si и Al2O3, Цель работы — установление электронных и фононных свойств исходного и функционализированного графена на подложках SiO2/Si и Al2O3 в диапазоне температур от комнатной до 500 °C, а также установление взаимосвязи между изначальным и атмосферным легированием графена. Методы исследования — спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС) в условиях воздушной среды и в вакууме (< 5×10-5 мбар), а также при температурах от комнатной до 550 °C; измерения вольтамперных характеристик (ВАХ) в диапазоне напряжений от 20 до минус 20 В. В результате выполнения работы установлено, что после двух циклов отжига графена и функционализированного графена на SiO2/Si и Al2O3 при температурах до 550 °С происходят изменения концентрации избыточных дырок и электрического сопротивления, свидетельствующие о доминировании конформации графена к подложке над десорбцией акцепторных адсорбатов с поверхности материала. В то же время, после пропускания электрического тока в диапазоне напряжений от 20 до минус 20 В изменения концентрации избыточных дырок и электрического сопротивления свидетельствуют о доминировании конформации над десорбцией во всех случаях, кроме функционализированного графена на SiO2/Si, когда вклад десорбции выше. Определён приведённый коэффициент температурной зависимости электрического сопротивления графена α, который составил 5,1×10 4 К 1 в случае подложки SiO2/Si и 5,6×10 4 К 1 в случае Al2O3, в то время как для функционализированного графена α оказался отрицательным и составил минус 3,3×10 4 К 1 в случае подложки SiO2/Si и минус 2,6×10 4 К 1 в случае Al2O3, свидетельствуя о приобретении графеном электропроводности классического полупроводникового типа после функционализации. По результатам выполнения НИР опубликован доклад на международной конференции, статья по результатам выступления на международной конференции, направлена статья для публикации в журнале, входящем в Q1 Scopus.