Intercalação de ferro em grafeno CVD crescido sobre Ir(111)
| Autor: | Ferreira, Rodrigo Cezar de Campos, 1987 |
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| Přispěvatelé: | Siervo, Abner de, 1972, Santos, Ricardo Paupitz Barbosa dos, Marques, Francisco das Chagas, Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin, Programa de Pós-Graduação em Física, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS |
| Rok vydání: | 2021 |
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| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) instacron:UNICAMP |
| Popis: | Orientador: Abner de Siervo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin Resumo: O grafeno é um alótropo bidimensional do carbono com hibridização do tipo sp2. Suas notáveis propriedades eletrônicas e estruturais provocaram um enorme interesse científico e tecnológico para o material na última década. Grafeno pode ser crescido em certos metais de transição através da técnica bem conhecida Chemical Vapor Deposition (CVD). A estabilidade do grafeno nesses substratos é garantida, porém as interações químicas entre eles modificam suas exóticas propriedades eletrônicas e estruturais. É possível sintetizar grafeno sobre Ir(111) sem defeitos estruturais substanciais e em um único domínio, quando realizado sob condições específicas de temperatura do substrato e da pressão do gás precursor (propileno). Na tentativa de isolar o grafeno do substrato, seja fisicamente ou eletricamente, existe a possibilidade da intercalação de diversas espécies, tais como gases, metais ou nanopartículas. Realizando tal procedimento, além da suspensão do material, é possível também dopar a banda eletrônica ou induzir abertura de gap. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é estudar a dinâmica de crescimento e intercalação do ferro em Gr/Ir(111), seguindo os parâmetros termodinâmicos envolvidos e observando principalmente os deslocamentos químicos usando espectroscopia de fotoelétrons de raio-x (XPS) de alta resolução com síncrotron. Em paralelo, também usamos o microscópio de varredura por tunelamento (STM) para acompanhar a formação e intercalação das estruturas na superfície durante os ciclos de evaporação do ferro. Os resultados mostraram que, com o substrato à temperatura ambiente, o Fe interage fortemente com o grafeno e ocorre intercalação parcial. No caso de evaporação à temperaturas moderadas, houve intercalação total do Fe que permaneceu protegido pela folha de grafeno, indicando ser possível crescer um filme fino intercalado na superfície Abstract: Graphene is a 2D carbon allotrope having sp2 hybridized atoms in a single-layer. Its remarkable electronic and structural properties attract an enormous scientific and technological interest to the material in the last decade. Graphene can be grown on certain transition metals by the well-known Chemical Vapor Deposition (CVD) technique. The stability of graphene in these substrates is guaranteed, but the chemical interactions between them modify its exotic electronic and structural properties. It is possible to grow graphene on the Ir(111) surface without substantial structural defects and withsingle domain, whenspecific conditions of substrate temperature and pressure of the precursor gas (propylene) are applied. While trying to retrieve the characteristic properties, the scientific community has been trying to isolate graphene from the metallic substrate, either physically or electrically, by intercalation of various species such as gases, metals or nanoparticles. By performing such procedures, it is possible, besides the desired suspension of the material, to induce changes such as gap opening and doping of the electronic band structures. In this context, the aim of this work is to study the dynamics of iron growth and intercalation in Gr/Ir(111), following the thermodynamic parameters involved and observing mainly the chemical shifts using high resolution x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In parallel, we also used the scanning tunneling microscope (STM) to follow the formation of Fe surface structures during the evaporation cycles and intercalation. The results show that at room temperature, Fe interacts strongly with graphene with partial intercalation. In the case of evaporation at moderate temperatures, there was full intercalation of Fe which remained protected by the graphene sheet Mestrado Física Mestre em Física CAPES 1423605/2014 CNPQ FAPESP |
| Databáze: | OpenAIRE |
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