Исследование методом спектроскопии комбинационного рассеяния света концентрации носителей заряда и механических напряжений в графене, перенесенном с помощью различных каркасов

Проведены сравнительные исследования концентрации носителей заряда (n) и относительной деформации (e) в графене, синтезированном методом химического парофазного осаждения и перенесенном на поверхность подложки SiO₂/Si с использованием двух различных каркасов — полиметилметакрилата (ПММА) и парафина — с последующей комплексной обработкой. Использован корреляционный метод анализа положений КР-активных мод. Установлено, что в случае использования парафина концентрация носителей заряда в графене меньше, чем для ПММА. Дальнейшая жидкофазная и термическая обработка, применяемая для удаления каркаса из парафина, приводит к росту n вплоть до 1.2 ∙ 1013 см^–2. Для образцов графена, перенесенных с помощью каркаса из ПММА, тенденции в изменении n не наблюдается независимо от видов обработки. Разброс значений e для графена, перенесенного с помощью парафина с последующим применением жидкофазной и термической обработки в вакууме, больше, чем для графена, перенесенного с помощью ПММА и прошедшего аналогичную обработку: от –0.01875 до –0.1488 % и от –0.04375 до –0.0875 %. Установлено, что помимо непосредственно самого материала каркаса для переноса определяющее влияние на качество графена оказывает сочетание методов обработки. Оптимизация этих параметров позволяет повысить эффективность методики переноса графена с одновременным улучшением эксплуатационных характеристик устройств графеновой наноэлектроники.

1. S. Ullah, X. Yang, H. Q. Ta, M. Hasan, A. Bachmatiuk, K. Tokarska, B. Trzebicka, F.Lei, M. H. Rummeli. Nano Res., 14, N 11 (2021) 3756—3772

2. Y. Chen, X. L. Gong, J. G. Gai. Adv. Sci., 3, N 8 (2016) 1—15

3. X. L. Liang, B. A. Sperling, I. Calizo, G. J. Cheng, C. A. Hacker, Q. Zhang, Y. Obeng, K. Yan, H. L. Peng, Q. L. Li, X. X. Zhu, H. Yuan, A. R. H. Walker, Z. F. Liu, L. M. Peng, C. A. Richter. ACS Nano, 5, N 11 (2011) 9144—9153

4. C. Gong, H. C. Floresca, D. Hinojos, S. McDonnell, X. Y. Qin, Y. F. Hao, S. Jandhyala, G. Mordi, J. Kim, L. Colombo, R. S. Ruoff, M. J. Kim, K. Cho, R. M. Wallace, Y. J. Chabal. J. Phys. Chem. C, 117, N 44 (2013) 23000—23008

5. Y. C. Lin, C. C. Lu, C. H. Yeh, C. Jin, K. Suenaga, P. W. Chiu. Nano Lett., 12, N 1 (2012) 414—419

6. A. Suhail, K. Islam, B. Li, D. Jenkins, G. Pan. Appl. Phys. Lett., 110, N 18 (2017) 183103

7. H. J. Jeong, H. Y. Kim, S. Y. Jeong, J. T. Han, K. J. Baeg, J. Y. Hwang, G. W. Lee. Carbon, 66 (2014) 612—618

8. A. Pirkle, J. Chan, A. Venugopa, D. Hinojos, C. W. Magnuson, S. McDonnell1, L. Colombo, E. M. Vogel, R. S. Ruoff, R. M. Wallace. Appl. Phys. Lett., 99, N 12 (2011) 122108

9. W. S. Leong, H. Wang, J. Yeo, F. J. Martin-Martinez, A. Zubair, P. C. Shen, Y. Mao, T. Palacios, M. J. Buehler, J. Y. Hong, J. Kong. Nature Commun., 10, N 1 (2019) 1—8

10. P. W. Qi, Y. N. Huang, Y. Z. Yao, Q. Li, Y. B. Lian, L. Lin, X. B. Wang, Y. D. Gu, L. Q. Li, Z. Deng, Y. Peng, Z. Liu. Appl. Surface Sci., 493 (2019) 81—86

11. E. Ó. Faoláin, M. B. Hunter, J. M. Byrne, P. Kelehan, H. A. Lambkin, H. J. Byrne, F. M. Lyng. J. Histochem. Cytochem., 53, N 1 (2005) 121—129

12. Qu, Jingyi, B. W. Li, Y. Shen, S. Huo, Y. Xu, S. Liu, B. Song, H. Wang, C. Hu, W. Feng. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, N 18 (2019) 16272—16279

13. B. Zhuang, S. Li, S. Li, J.Yin. Carbon, 173 (2021) 609—636

14. Н. Г. Ковальчук, К. А. Нигериш, М. М. Михалик, Н. И. Каргин, И. В. Комиссаров, С. Л. Прищепа. Журн. прикл. спектр., 84, № 6 (2018) 915—919 [N. G. Kovalchuk, K. A. Nigerish, M. M. Mikhalik, N. I. Kargin, I. V. Komissarov, S. L. Prischepa. J. Appl. Spectr., 84 (2018) 995—998]

15. K. A. Niherysh, J. Andzane, M. M. Mikhalik, S. M. Zavadsky, P. L. Dobrokhotov, F. Lombardi, S. L. Prischepa, I. V. Komissarov, D. Erts. Nanoscale Adv., 3, N 22 (2021) 6395—6402

16. E. A. Kolesov, M. S. Tivanov, O. V. Korolik, E. Yu. Kataev, F. Xiao, O. O. Kapitanova, H. D. Cho, T. W. Kang, G. N. Panin. J. Phys. D: Appl. Phys., 53, N 4 (2019) 045302

17. J. Zabel, R. R. Nair, A. Ott, T. Georgiou, A. K. Geim, K. S. Novoselov, C. Casiraghi. Nano Lett., 12, N 2 (2012) 617—621

18. J. E. Lee, G. Ahn, J. Shim, Y. S. Lee, S. Ryu. Nature Commun., 3, N 1 (2012) 1—8

19. B. S. Ryu, L. E. Brus, T. F. Heinz. Nano Lett., 9, N 1 (2009) 346—352

20. A. C. Ferrari, D. M. Basko. Nature Nanotechnol., 8, N 4 (2013) 235—246

21. S. Ryu, L. Liu, S. Berciaud, Y. J. Yu, H. Liu, P. Kim, G. W. Flynn, L. E. Brus. Nano Lett., 10, N 12 (2010) 4944—4951