Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Động học hình thành khuyết tật trong graphene được lắng đọng bằng hơi hóa học (CVD) trong quá trình chiếu xạ bằng laser: Nghiên cứu trường hợp qua phổ Raman
Tóm tắt
Ảnh hưởng của chiếu xạ laser lên graphene được lắng đọng bằng hơi hóa học (CVD) đã được nghiên cứu thông qua việc phân tích sự tiến triển theo thời gian của phổ Raman thu được dưới các điều kiện chiếu sáng khác nhau. Các phổ cho thấy rằng cường độ chuẩn hóa của đỉnh liên quan đến khuyết tật tăng lên theo căn bậc hai của thời gian tiếp xúc và thay đổi gần như tuyến tính với mật độ công suất laser. Hơn nữa, độ cứng của graphene với tổn thương bức xạ phụ thuộc vào chất lượng cấu trúc nội tại của nó. Kết quả cho thấy rằng, trái ngược với niềm tin phổ biến, phổ vi mô Raman không thể được coi là một công cụ không xâm lấn cho việc đặc trưng hóa graphene. Các quan sát thực nghiệm tương thích với một mô hình mà chúng tôi rút ra từ cách tiếp cận diễn giải hiệu ứng Staebler–Wronski trong silicon vô định hình hydride; cách tiếp cận này giả định rằng sự tái hợp của các hạt mang điện bị kích thích ánh sáng gây ra sự đứt gãy của các liên kết C–C yếu.
Từ khóa
#Graphene #CVD #chiếu xạ laser #phổ Raman #độ cứng #khuyết tật #hiệu ứng Staebler–WronskiTài liệu tham khảo
Thompson, C. V. Solid-state dewetting of thin films. Ann. Rev. Mater. Res. 2012, 42, 399–434.
Stutzmann, M.; Jackson, W. B.; Tsai, C. C. Light-induced metastable defects in hydrogenated amorphous silicon: A systematic study. Phys. Rev. B 1985, 32, 23–47.
Banhart, F.; Kotakoski, J.; Krasheninnikov, A. V. Structural defects in graphene. ACS Nano, 2011, 5, 26–41.
Zan, R.; Ramasse, Q. M.; Bangert, U.; Novoselov, K. S. Graphene reknits its holes. Nano Lett. 2012, 12, 3936–3940.
Kim, K.; Lee, H.-B.-R.; Johnson, R. W.; Tanskanen, J. T.; Liu, N.; Kim, M.-G.; Pang, C. A.; Ahn, C.; Bent, S. F.; Bao, Z. Selective metal deposition at graphene line defects by atomic layer deposition. Nat. Commun. 2014, 5, 4781.
Van Lam, D.; Kim, S. M.; Cho, Y.; Kim, J.-H.; Lee, H. J.; Yang, J.-M.; Lee, S.-M. Healing defective CVD-graphene through vapor phase treatment. Nanoscale 2014, 6, 5639–5644.
Ferrari, A. C.; Basco, D. M. Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 235–246.
Jorio, A.; Dresselhaus, M. S.; Saito, R.; Dresselhaus, G. Raman Spectroscopy in Graphene Related Systems; John Wiley & Sons: WeinHeim, 2011.
Ni, Z. H.; Wang, Y. Y.; Yu, T.; Shen, Z. X. Raman spectroscopy and imaging of graphene. Nano Res. 2008, 1, 273–291.
Tiberj, A.; Rubio-Roy, M.; Paillet, M.; Huntzinger, J.-R.; Landois, P.; Mikolasek, M.; Contreras, S.; Sauvajol, J.-L.; Dujardin, E.; Zahab, A.-A. Reversible optical doping of graphene. Sci. Rep. 2013, 3, 2355.
Krauss, B.; Lohmann, T.; Chae, D.-H.; Haluska, M.; von Klitzing, K.; Smet, J. H. Laser-induced disassembly of a graphene single crystal into a nanocrystalline network. Phys. Rev. B 2009, 79, 165428.
Han, G. H.; Chae, S. J.; Kim, E. S.; Günes, F.; Lee, I. H.; Lee, S. W.; Lee, S. Y.; Lim, S. C.; Jeong, H. K.; Jeong, M. S. et al. Laser thinning for monolayer graphene formation: Heat sink and interference effect. ACS Nano 2011, 5, 263–268.
Piazzi, M.; Croin, L.; Vittone, E.; Amato, G. Laser-induced etching of few-layer graphene synthesized by rapid-chemical vapour deposition on Cu thin films. Springerplus 2012, 1, 52.
Chen, S. S.; Ji, H. X.; Chou, H.; Li, Q. Y.; Li, H. Y.; Suk, J. W.; Piner, R.; Liao, L.; Cai, W. W.; Ruoff, R. S. Millimetersize single-crystal graphene by suppressing evaporative loss of Cu during low pressure chemical vapor deposition. Adv. Mater. 2013, 25, 2062–2065.
Reina, A.; Jia, X. T.; Ho, J.; Nezich, D.; Son, H.; Bulovic, V.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Large area, few-layer graphene films on arbitrary substrates by chemical vapor deposition. Nano Lett. 2009, 9, 30–35.
Ni, Z. H.; Wang, Y. Y.; Yu, T.; Shen, Z. X. Raman spectroscopy and imaging of graphene. Nano Res. 2008, 1, 273–291.
Jorio, A. Raman spectroscopy in graphene-based systems: Prototypes for nanoscience and nanometrology. ISRN Nanotechnol. 2012, 2012, Article ID234216.
Okada, S. Energetics of nanoscale graphene ribbons: Edge geometries and electronic structures. Phys. Rev. B 2008, 77, 041408.
Crow, E. L.; Shimizu, K. Lognormal Distributions: Theory and Applications; CRC Press: Boca Raton, 1987.
Calizo, I.; Balandin, A. A.; Bao, W.; Miao, F.; Lau, C. N. Temperature dependence of the Raman spectra of graphene and graphene multilayers. Nano Lett. 2007, 7, 2645–2649.
Malko, D.; Neiss, C.; Viñes, F.; Görling, A. Competition for graphene: Graphynes with direction-dependent Dirac cones. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 086804.
Wang, J. Y.; Deng, S. B.; Liu, Z. F.; Liu, Z. R. The rare two-dimensional materials with Dirac cones. Natl. Sci. Rev. 2015, 2, 22–39.
Farjam, M. Visualizing the influence of point defects on the electronic band structure of graphene. J. Phys.: Condens. Mat. 2014, 26, 155502.