金属表面上外延石墨烯的硅/锗及其氧化物插层与结构物性研究

发布时间：2021-06-21 07:49

　　石墨烯,具有蜂窝状结构的二维原子晶体,因其独特的电子结构和优异的物理化学性质而引起广泛的关注。它不仅在电子学、光学、能源以及柔性显示和传感等方面有着潜在的应用前景,同时也为一些新奇的物理现象,比如量子（自旋）霍尔效应、范霍夫奇异、超导等,提供了研究平台。此外,石墨烯还是构建多种新型二维范德华异质结构的基本单元。过渡金属表面外延生长的石墨烯具有大面积、连续、高品质、层数可控等优点,基于该体系而发展的异质元素插层技术不仅利用了这一体系的优势,而且可以将大面积、高品质石墨烯无损地置于其他衬底（金属、半导体或者绝缘体）之上,为构筑基于石墨烯的二维异质结构提供了新的途径。本论文主要聚焦在过渡金属表面外延生长的单、双层石墨烯体系的半导体及其氧化物的插层。从Ru（0001）表面外延单层石墨烯的硅插层入手,系统地研究了硅插层的结构演化以及氧化硅插层的结构与机制。同时把该插层技术拓展到Ru（0001）表面外延的双层石墨烯体系、Ir（111）表面外延的单层石墨烯体系以及锗与氧化锗的插层。成功构建了石墨烯/半导体/金属、石墨烯/二维氧化物/金属异质结构。本论文的主要内容包含三个部分。第一部分研究了Ru（00... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

金属表面两种不同的石墨烯生长机制示意图[21]

第一章 绪 论方式容易可控地得到单层石墨烯，但不易于生长子溶解度比较低的金属衬底表面，比如 Cu 和 明显。属而言，体相碳原子的溶解度随着温度的升高而制，因此不易找到恰好生长特定层数石墨烯的烯的可控性要略差于热分解法。但其最大的优势效应。这对于生长双层或者多层石墨烯而言尤为)表面偏析生长石墨烯的原理图。因为碳原子总烯的生长是自下而上的模式。在 Ru(0001)表面利是可控的、自下而上逐层生长的模式[23, 24]。

表面外延生长的石墨烯。金属衬底包括 Ir(111), Pt(11(111), Co(0001), Ag(111)和 Fe(110)。摘自文献[29-37]raphene on different metal substrates, such as Ir(111)(111), Co(0001), Ag(111), and Fe(110). [29-37]的金属衬底之间有着不同的相互作用。根据相成两大类：强相互作用衬底如 Ru(0001)、Rh( Ir(111)、Pt(111)、Cu(111)、Ag(111)。在相互构和性质有着很大的不同。用衬底，以 Ru(0001)为例。根据目前所有的报烯有且仅有一种结构，即石墨烯沿着 Ru(000，在 Ru(0001)表面容易制备出大面积单晶石墨报道了在 Ru(0001)表面制备出了高质量、厘


本文编号：3240292