Grafeenin kerroslukumäärän määrittely Raman-pohjaisella Si-piikin analyysilla

Tutkimustuotos: Master's thesis

Abstrakti

Raman-spektroskopia on käytetyin ja monipuolisin työkalu grafeenin karakterisoinnissa. Laaja määrä tietoa rakenteesta, kuten kidevirheet, varauksenkuljettajatiheys, kerroslukumäärä, kerrosorientaatio ja jännitys, voidaan selvittää samasta Raman-spektristä. Tämä työ keskittyi kerroslukumäärien määrittelyyn Ramanilla. Merkittävin ongelma Raman-menetelmissä, jotka hyödyntävät grafeenin spektriä, on se, että ne usein saturoituvat ja ovat herkkiä kerrosorientaatiolle, rajoittuen muutamakerroksiseen ABA-kerrosorientoituun grafeeniin. Tämä on erityisen ongelmallista, kun analysoidaan kaasufaasipinnoituksella tuotettua monikerroksista grafeenia, joka on usein satunnaisesti kerrosorientoitunutta.


Tässä työssä kehitettiin Si-piikin analyysi vastaamaan näihin perustavanlaatuisiin rajoituksiin. Piistä tulevan Raman-signaalin voimakkuus riippuu kerroslukumäärästä. Normalisoitu Si-piikin intensiteetti mitataan samanaikaisesti osana grafeenin Raman-spektriä SiO2/Si-substraatilla. Uutta mallia testattiin exfolioidulla grafeenilla, jonka alla on 285 nm ja 365 nm oksidia, paljaalla 0-400 nm:n oksidilla ja satunnaisella kerrosorientaatiolla. Mallin perusteella saadut kerroslukumäärät vastasivat vertailuarvoja, eivätkä olleet herkkiä grafeenin ominaisuuksille muiden Raman-pohjaisten menetelmien tavoin. Malli toimii myös satunnaisen kerrosorientaation tapauksessa, jopa lähellä resonanssia olevaa kiertokulmaa, jossa grafeenin Raman-piikkien muutokset ovat vaikeasti ennustettavissa. Työssä kehitetty Si-piikin intensiteettiin perustuva analyysi on lupaava näytteelle haitaton ja laajalti käyttökelpoinen menetelmä jopa mielivaltaisesti kerrosorientoituneen grafeenin paksuusmäärittelyyn aina sataan kerrokseen asti.
Julkaisun otsikon käännösGrafeenin kerroslukumäärän määrittely Raman-pohjaisella Si-piikin analyysilla
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysMaisteritutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Riikonen, Juha, Ohjaaja
  • Lipsanen, Harri, Vastuuprofessori
Myöntöpäivämäärä9 toukokuuta 2016
TilaJulkaistu - 9 toukokuuta 2016
OKM-julkaisutyyppiG2 Pro gradu -työ, ammattikorkeakoulun laajennettu opinnäytetyö

Tutkimusalat

  • grafeeni
  • Raman-spektroskopia
  • kerroslukumäärä
  • paksuus
  • Si-piikki

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Grafeenin kerroslukumäärän määrittely Raman-pohjaisella Si-piikin analyysilla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä