grafeno em substratos dielétricos
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Resumo do artigo de referencia:A. Ismach, C. Druzgalski, S. Penwell, A. Schwartzberg, M. Zheng,A. Javey, J. Bokor and Y. Zhang, Nano Lett., 2010, 10, 1542.TRANSCRIPT
Deposição Química de Vapor Direta de Grafeno em Superfícies Dielétricas (Direct Chemical Vapor Deposition ofGraphene on Dielectric Surfaces)
Richard Eloy de Sant’Anna10/08/2001
→ Introdução
Redução da folha
Semicondutores de nanofitas de grafeno ⊸ Alto desempenho em transistores
de efeito de campo.
A aplicação baseada em suas propriedades eletrônicas
⊸ Filmes de camada única e uniformes
⊸ Sobre substratos dielétricos⊸ Grande escala
CVD
→ Análise Experimental No processo de CVD temos:
→ Temperatura durante o crescimento de 1000°C → Baixa pressão (100-500 mTorr), → Atmosfera com 35cm³ de H2 (99,999% Airgas)
fluindo durante o aquecimento→ Atmosfera durante o crescimento: fluxo composto
de H2(2cm³) e CH4(35cm³; 99,99% Airgas). → O sistema foi resfriado sob um fluxo de 35cm³ de
H2.
A evaporação significativa do metal não é surpreendente.
→ PF Cu (~1084°C)
→ Análise Experimental
Durante o experimento usaram-se:
→ Evaporador por feixe de elétrons(Edwards) → Filmes de Cu de 100nm a 450nm de espessura → Variedade de substratos:
→ quartzo (Hoffman Materiais LLC)
→ safira (monocristal PLC)→ placa de silício (Addison
--------------- ------------------------Engineering Inc.) → sílica fundida.
→ Análise Experimental
Tempo de cada amostra entre 15min e 7hrs → efeito espessura
→ tipo de substrato→ tempo de crescimento
→ Análise Experimental
Caracterização:
→ Espectroscopia Raman e de imagem(WITec com um laser verde - 532nm).→ Espectroscopia dipersiva de raio-X(EDX)→ Microscopia eletrônica de varredura (MEV -Zeiss Gémeos Ultra-55)→ Microscopia óptica→ Microscopia de força atômica(AFM - modo Tapping; Digital Instruments 3000)
→ Resultados e Discussões
Amostra com filme de cobre de 450nm após 2hr em quartzo Diferença entre bandas 2D e
G indicam presença de grafenoCurva Lorentziana
→ Resultados e Discussões
EDXconfirma presença de Cu
→ Resultados e Discussões→ Condições dos filme de cobre(450nm e 100nm) depositados sobre quartzo
→ 100nm – a instabilidade do Cobre é visível em menos de 15min, onde já esta partido em pedaços micrométricos. Evaporação total após 5hrs de crescimento.
→ 450nm – aos 15min observa-se áreas continuas de Cu, após 2hrs de crescimento o filme se quebra completamente. A evaporação do metal ocorre 5hrs após a quebra
→ Resultados e Discussões * (7hr)
→ Resultados e Discussões
Banda D maior Presença de grafeno apenas nos pontos indicados.
Amostra caracterizada sob as condições extremas da CVD.450nm 100nm
→ Resultados e Discussões
Presença de rugas
→ Motivo: estresse induzido pela ruptura da folha de grafeno
Detector de Elétron Secundário → Sensível a topografia
Detector Inlens → Sensível a carga de elétrons
→ Resultados e Discussões
Observa-se nas imagens a descontinuidade da camada de ~ 1-2 camadas de grafeno.
→ Conclusão
Embora alguns defeitos encontrados, devido a:
→ Alteração na morfologia do metal→ Redeposição do metal sobre o grafeno devido as condições extremas da CVD
os resultados foram motivadores. Pequenos ajustes no processo de evaporação e dispersão.
Padrão em grande escala para a fabricação de dispositivos eletrônicos.