zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1738Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ НАНОСТРУКТУРSPECTROSCOPY OF NANOSTRUCTUREСпектроскопия комбинационного рассеяния света многослойных графеновых структур с разными относительными углами поворота слоевRaman Spectroscopy of Multilayer Graphene Structures with Different Twist Angles Between Layershttps://orcid.org/0000-0002-3249-9630БорисенкоД. П.BorisenkoD. P.

Борисенко Денис Петрович - научный сотрудник, лаборатория 2D наноматериалов в электронике, фотонике и спинтронике центра радиофотоники и свч-технологий института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ, старший преподаватель, кафедра физики конденсированных сред (№67) института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ.

Москва

Moscow

DPBorisenko@mephi.ruКаргинН. И.KarginN. I.

Москва

Moscow

РыбинМ. Г.RybinM. G.

Серпухов

Serpukhov

Институт нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике “НИЯУ МИФИ”Institute for Nanoengineering in Electronics, Spintronics and Photonics, National Research Nuclear University “MEPhI”ООО “РУСГРАФЕН”LCC RUSGRAPHENE202507092025924484491Copyright © Борисенко Д.П., Каргин Н.И., Рыбин М.Г., 20252025Борисенко Д.П., Каргин Н.И., Рыбин М.Г.Borisenko D.P., Kargin N.I., Rybin M.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1738

Методом химического газофазного осаждения на медном катализаторе получены образцы графена с различным количеством слоев и их взаимным поворотом в плоскости графена. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света выявлены характерные особенности полученных графеновых структур. Положение и форма основных пиков изменялись в зависимости от количества слоев и их поворота, что свидетельствует об изменении характера взаимодействия между слоями. Изучены дополнительные пики в зависимости от угла поворота слоев графена. Определение отличительных особенностей структур с повернутыми слоями является необходимым шагом оптимизации масштабируемого процесса синтеза и производства наноэлектронных устройств на их основе.

Graphene samples with a different number of layers and their relative rotation in graphene plane were obtained by chemical vapor deposition on a copper catalyst. The properties of the obtained graphene structures have been revealed by Raman spectroscopy. The position and form of the main peaks change depending on the number of layers and their rotation, which indicates a change in the nature of interaction between the layers. Additional peaks have been studied depending on the value of the angle of graphene layers rotation. Determining the distinctive characteristics of the studied twisted structures is a necessary step in optimizing the scalable process of synthesis and production of graphene-based nanoelectronic devices.

CVD-ростспектроскопия комбинационного рассеяния светаграфенмногослойный графен с повернутыми слоямиCVD-growthRaman spectroscopygraphenetwisted multilayer grapheneРабота проведена с использованием оборудования Центра коллективного пользования НИЯУ МИФИ (http://ckp-nano.mephi.ru, accessed on 31 October 2022). Работа поддержана Министерством науки и высшего образования РФ в рамках проекта FSWU-2024-0014.ReferencesA. Geim, K. Novoselov. Nature Mater., 6 (2007) 183—191A. Geim, K. Novoselov. Nature Mater., 6 (2007) 183—191A. K. Geim. Science, 324, N 5934 (2009) 1530—1534A. K. Geim. Science, 324, N 5934 (2009) 1530—1534R. M. Westervelt. Science, 320, N 5874 (2008) 324—325R. M. Westervelt. Science, 320, N 5874 (2008) 324—325F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A. C. Ferrari. Nature Photon., 4, N 9 (2010) 611—622F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A. C. Ferrari. Nature Photon., 4, N 9 (2010) 611—622D. P. Borisenko, A. S. Gusev, N. I. Kargin, P. L. Dobrokhotov, A. A. Timofeev, V. A. Labunov, M. M. Mikhalik, K. P. Katin, M. M. Maslov, P. S. Dzhumaev. Appl. Sci., 12 (2022) 11516D. P. Borisenko, A. S. Gusev, N. I. Kargin, P. L. Dobrokhotov, A. A. Timofeev, V. A. Labunov, M. M. Mikhalik, K. P. Katin, M. M. Maslov, P. S. Dzhumaev. Appl. Sci., 12 (2022) 11516M. Losurdo, M. M. Giangregorio, P. Capezzuto, G. Bruno. Phys. Chem. Chem. Phys., 13, N 46 (2011) 20836M. Losurdo, M. M. Giangregorio, P. Capezzuto, G. Bruno. Phys. Chem. Chem. Phys., 13, N 46 (2011) 20836F. Kiani, Z. Razzaghi, B. Ghadiani, M. Tamizifar, M. H. Mohmmadi, A. Simchi. Ceram. Int., 43, N 17 (2017) 15010—15017F. Kiani, Z. Razzaghi, B. Ghadiani, M. Tamizifar, M. H. Mohmmadi, A. Simchi. Ceram. Int., 43, N 17 (2017) 15010—15017H. C. Lee, W.-W. Liu, S.-P. Chai, A. R. Mohamed, A. Aziz, C.-S. Khe, U. Hashim. RSC Adv., 7, N 26 (2017) 15644—15693H. C. Lee, W.-W. Liu, S.-P. Chai, A. R. Mohamed, A. Aziz, C.-S. Khe, U. Hashim. RSC Adv., 7, N 26 (2017) 15644—15693H. C. Hong, J. I. Ryu, H. C. Lee. Nanomaterials, 13, N 15 (2023) 2217H. C. Hong, J. I. Ryu, H. C. Lee. Nanomaterials, 13, N 15 (2023) 2217Y. Shan, Y. Li, D. Huang, Q. Tong, W. Yao, W.-T. Liu, S. Wu. Sci. Adv., 4, N 6 (2018) eaat0074Y. Shan, Y. Li, D. Huang, Q. Tong, W. Yao, W.-T. Liu, S. Wu. Sci. Adv., 4, N 6 (2018) eaat0074C. Zhiying, S. Yanping, Li Jing, He Kang, Shuang Wang, Sunwen Zhao, Xiuli Gao, Songang Peng, Zhi Jin, Xinyu Liu, Zh. Yanhui, Guanghui Yu. Carbon, 172 (2021) 480—487C. Zhiying, S. Yanping, Li Jing, He Kang, Shuang Wang, Sunwen Zhao, Xiuli Gao, Songang Peng, Zhi Jin, Xinyu Liu, Zh. Yanhui, Guanghui Yu. Carbon, 172 (2021) 480—487C. Yelgel. J. Physics: Conf. Ser., 707 (2016) 012022C. Yelgel. J. Physics: Conf. Ser., 707 (2016) 012022M. Wang, W. Shan, H. Wang. Phys. Status Solidi (b) (2023) 260M. Wang, W. Shan, H. Wang. Phys. Status Solidi (b) (2023) 260P. Novelli, I. Torre, F. H. L. Koppens, F. Taddei, M. Polini. Phys. Rev. B, 102, N 12 (2020)P. Novelli, I. Torre, F. H. L. Koppens, F. Taddei, M. Polini. Phys. Rev. B, 102, N 12 (2020)Z. Hennighausen, S. Kar. Electron. Struct., 3 (2021) 014004Z. Hennighausen, S. Kar. Electron. Struct., 3 (2021) 014004Giorgio Di Battista, K. Fong, A. Diez-Carlon, K. Watanabe. Sci. Adv., 10, N 38 (2024)Giorgio Di Battista, K. Fong, A. Diez-Carlon, K. Watanabe. Sci. Adv., 10, N 38 (2024)H. Agarwal, K. Nowakowski, A. Forrer. Nat. Photon., 17 (2023) 1047—1053H. Agarwal, K. Nowakowski, A. Forrer. Nat. Photon., 17 (2023) 1047—1053K. Kim, S. Coh, L. Z. Tan, W. Regan, J. M. Yuk, E. Chatterjee, A. Zettl. Phys. Rev. Lett., 108, N 24 (2012)K. Kim, S. Coh, L. Z. Tan, W. Regan, J. M. Yuk, E. Chatterjee, A. Zettl. Phys. Rev. Lett., 108, N 24 (2012)Anna K. Ott, Andrea C. Ferrari. Raman Spectroscopy of Graphene and Related Materials, Academic Press (2024) 233—247Anna K. Ott, Andrea C. Ferrari. Raman Spectroscopy of Graphene and Related Materials, Academic Press (2024) 233—247A. Jorio. ISRN Nanotechnology, 8, N 8 (2012) 1—16A. Jorio. ISRN Nanotechnology, 8, N 8 (2012) 1—16C. Cong, T. Yu, H. Wang. ACS Nano, 4, N 6 (2010) 3175—3180C. Cong, T. Yu, H. Wang. ACS Nano, 4, N 6 (2010) 3175—3180F. Herziger, C. Tyborski, O. Ochedowski, M. Schleberger, J. Maultzsch. Phys. Rev. B, 90, N 24 (2014)F. Herziger, C. Tyborski, O. Ochedowski, M. Schleberger, J. Maultzsch. Phys. Rev. B, 90, N 24 (2014)Z. Luo, C. Cong, J. Zhang, Q. Xiong, T. Yu. Carbon, 50, N 11 (2012) 4252—4258Z. Luo, C. Cong, J. Zhang, Q. Xiong, T. Yu. Carbon, 50, N 11 (2012) 4252—4258J. S. Park, A. Reina, R. Saito, J. Kong, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. Carbon, 47, N 5 (2009) 1303—1310J. S. Park, A. Reina, R. Saito, J. Kong, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. Carbon, 47, N 5 (2009) 1303—1310V. Carozo, C. M. Almeida, E. H. M. Ferreira, L. G. Cançado, C. A. Achete, A. Jorio. Nano Lett., 11, N 11 (2011) 4527—4534V. Carozo, C. M. Almeida, E. H. M. Ferreira, L. G. Cançado, C. A. Achete, A. Jorio. Nano Lett., 11, N 11 (2011) 4527—4534P. Ramnani, M. R. Neupane, A. A. Balandin, R. K. Lake, A. Mulchandani. Carbon, 123 (2017) 302—306P. Ramnani, M. R. Neupane, A. A. Balandin, R. K. Lake, A. Mulchandani. Carbon, 123 (2017) 302—306M. Long, A. Jimeno-Pozo, H. Sainz-Cruz, P. A. Pantaleón, F. Guinea. Proc. Natl. Acad. Sci., 121, N 32 (2024) e2405259121M. Long, A. Jimeno-Pozo, H. Sainz-Cruz, P. A. Pantaleón, F. Guinea. Proc. Natl. Acad. Sci., 121, N 32 (2024) e2405259121Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, P. Jarillo-Herrero. Nature, 556, N 7699 (2018) 43—50Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, P. Jarillo-Herrero. Nature, 556, N 7699 (2018) 43—50J. Yin, H. Wang, H. Peng, H. Nat. Commun., 7 (2016) 10699J. Yin, H. Wang, H. Peng, H. Nat. Commun., 7 (2016) 10699K. Xin, X. Wang, K. Grove-Rasmussen, Z. Wei. J. Semicond., 43 (2022) 011001K. Xin, X. Wang, K. Grove-Rasmussen, Z. Wei. J. Semicond., 43 (2022) 011001O. V. Kononenko, M. Brzhezinskaya, A. O. Zotov, V. I. Korepanov, V. Levashov, V. Matveev, D. Roshchupkin. Carbon, 194 (2022) 52—61O. V. Kononenko, M. Brzhezinskaya, A. O. Zotov, V. I. Korepanov, V. Levashov, V. Matveev, D. Roshchupkin. Carbon, 194 (2022) 52—61M. G. Rybin, E. A. Guberna, E. A. Obraztsova, I. Kondrashov, I. I. Kurkina, S. A. Smagulova, E. D. Obraztsova. Carbon Trends, 15 (2024) 100349M. G. Rybin, E. A. Guberna, E. A. Obraztsova, I. Kondrashov, I. I. Kurkina, S. A. Smagulova, E. D. Obraztsova. Carbon Trends, 15 (2024) 100349Z. Liu, S. P. Lau, F. Yan. Chem. Soc. Rev., 44, N 15 (2015) 5638—5679Z. Liu, S. P. Lau, F. Yan. Chem. Soc. Rev., 44, N 15 (2015) 5638—5679M. V. O. Moutinho, G. S. N. Eliel, A. Righi. Sci. Rep., 11 (2021) 17206M. V. O. Moutinho, G. S. N. Eliel, A. Righi. Sci. Rep., 11 (2021) 17206U. Mogera, G. U. Kulkarni. Carbon, 156 (2020) 470—487U. Mogera, G. U. Kulkarni. Carbon, 156 (2020) 470—487G. S. N. Eliel, M. V. O. Moutinho, A. C. Gadelha. Nat. Commun., 9 (2018) 1221G. S. N. Eliel, M. V. O. Moutinho, A. C. Gadelha. Nat. Commun., 9 (2018) 1221C. Cong, T. Yu, R. Saito, G. F. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. ACS Nano, 5, N 3 (2011) 1600—1605C. Cong, T. Yu, R. Saito, G. F. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. ACS Nano, 5, N 3 (2011) 1600—1605A. Niilisk, J. Kozlova, H. Alles, J. Aarik, V. Sammelselg. Carbon, 98 (2016) 658—665A. Niilisk, J. Kozlova, H. Alles, J. Aarik, V. Sammelselg. Carbon, 98 (2016) 658—665Z. Tan, S. Han, J. Jia, M. Zhu, H. Xu, S. Mi, K. Li, L. Wang, Z. Cheng, S. Chen. ACS Appl. Mater Interfaces, 16, N 8 (2024) 10867—10876Z. Tan, S. Han, J. Jia, M. Zhu, H. Xu, S. Mi, K. Li, L. Wang, Z. Cheng, S. Chen. ACS Appl. Mater Interfaces, 16, N 8 (2024) 10867—10876V. Carozo, C. M. Almeida, B. Fragneaud, P. M. Bedê, M. V. O. Moutinho, J. Ribeiro-Soares, L. G. Cançado. Phys. Rev. B, 88, N 8 (2013)V. Carozo, C. M. Almeida, B. Fragneaud, P. M. Bedê, M. V. O. Moutinho, J. Ribeiro-Soares, L. G. Cançado. Phys. Rev. B, 88, N 8 (2013)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.