Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης
Η ηλεκτρονική νόθευση (doping) του γραφενίου, τόσο με χρωστικές ουσίες, όσο και με αρωματικά συστήματα, έχει χρησιμοποιηθεί για τη παρασκευή υλικών με περίσσεια οπών (τύπου-p) ή ηλεκτρονίων (τύπου-n) στην υγρή φάση. Δυστυχώς αυτά τα αντιδραστήρια μπορούν να έχουν παράλληλες επιπτώσεις (δευτερογενή φ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2016
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/9738 |
| id |
nemertes-10889-9738 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γραφένιο Ηλεκτρονική νόθευση Graphene Doping 620.5 |
| spellingShingle |
Γραφένιο Ηλεκτρονική νόθευση Graphene Doping 620.5 Δεληκούκος, Νικόλαος Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| description |
Η ηλεκτρονική νόθευση (doping) του γραφενίου, τόσο με χρωστικές ουσίες, όσο και με αρωματικά συστήματα, έχει χρησιμοποιηθεί για τη παρασκευή υλικών με περίσσεια οπών (τύπου-p) ή ηλεκτρονίων (τύπου-n) στην υγρή φάση. Δυστυχώς αυτά τα αντιδραστήρια μπορούν να έχουν παράλληλες επιπτώσεις (δευτερογενή φαινόμενα) στη νόθευση. Αντίθετα η ηλεκτρονική νόθευση, μέσω μεταφοράς φορτίου (charge transfer) από αέρια ή πτητικά υγρά, έχει προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον, λόγω της ευκολίας ελέγχου των δευτερογενών φαινομένων ηλεκτρονικής νόθευσης. Η αλληλεπίδραση με την αδιατάρακτη ηλεκτρονιακή σύζευξη μορίων στην αέρια φάση, παρέχει μια εύκολη και αποτελεσματική μέθοδο για να νοθεύσουμε το γραφένιο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μελλοντικές εφαρμογές της νανοτεχνολογίας.
Στην παρούσα εργασία, θα εστιάσουμε στο σταδιακό επιφανειακό ηλεκτρονικό ντόπινγκ τύπου-p (p-doping) του γραφενίου, το οποίο έχει παραχθεί με την μέθοδο της μηχανικής αποφλοίωσης και της χημικής εναπόθεσης ατμού (CVD-method) πάνω σε πυρίτιο/διοξείδιο του πυριτίου (Si/SiO2) πάχους 300nm. Ειδικότερα, μόρια νιτρικού οξέος (HNO3), τα οποία έχουν θερμανθεί (μετατροπή από την υγρή στην αέρια κατάσταση), εναποτίθενται πάνω στο γραφένιο δημιουργώντας αυτο-οργανωμένα (self-assembled) σύμπλοκα μεταφοράς φορτίου. Ο μηχανισμός μεταφοράς φορτίου μελετήθηκε διεξοδικά με την βοήθεια κυρίως της φασματοσκοπίας Raman, Η φασματοσκοπία Raman, λόγω της ευαισθησίας της στα δομικά και ηλεκτρονιακά χαρακτηριστικά του γραφενίου, έχει αποδειχθεί ότι είναι μια πολύτιμη και μη καταστρεπτική τεχνική για την ανίχνευση, μεταξύ των άλλων της μορφολογίας του γραφενίου πάνω σε διάφορα υποστρώματα, πειράματα τάσης-παραμόρφωσης, στίβαγμα στρωμάτων γραφενίου) και στη μεταφορά φορτίου (charge transfer), μέσω των μεταβολών των χαρακτηριστικών κορυφών G και 2D του γραφενίου. |
| author2 |
Παπαγγελής, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Παπαγγελής, Κωνσταντίνος Δεληκούκος, Νικόλαος |
| format |
Thesis |
| author |
Δεληκούκος, Νικόλαος |
| author_sort |
Δεληκούκος, Νικόλαος |
| title |
Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| title_short |
Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| title_full |
Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| title_fullStr |
Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| title_full_unstemmed |
Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| title_sort |
φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/9738 |
| work_keys_str_mv |
AT delēkoukosnikolaos phasmatoskopikēmeletēēlektronikanotheumenougraphenioumediadikasiesphysikēsprosrophēsēs |
| _version_ |
1771297307972599808 |
| spelling |
nemertes-10889-97382022-09-05T20:16:42Z Φασματοσκοπική μελέτη ηλεκτρονικά νοθευμένου γραφενίου με διαδικασίες φυσικής προσρόφησης Δεληκούκος, Νικόλαος Παπαγγελής, Κωνσταντίνος Παπαγγελής, Κωνσταντίνος Γαλιώτης, Κωνσταντίνος Τάσης, Δημήτριος Delikoukos, Nikolaos Γραφένιο Ηλεκτρονική νόθευση Graphene Doping 620.5 Η ηλεκτρονική νόθευση (doping) του γραφενίου, τόσο με χρωστικές ουσίες, όσο και με αρωματικά συστήματα, έχει χρησιμοποιηθεί για τη παρασκευή υλικών με περίσσεια οπών (τύπου-p) ή ηλεκτρονίων (τύπου-n) στην υγρή φάση. Δυστυχώς αυτά τα αντιδραστήρια μπορούν να έχουν παράλληλες επιπτώσεις (δευτερογενή φαινόμενα) στη νόθευση. Αντίθετα η ηλεκτρονική νόθευση, μέσω μεταφοράς φορτίου (charge transfer) από αέρια ή πτητικά υγρά, έχει προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον, λόγω της ευκολίας ελέγχου των δευτερογενών φαινομένων ηλεκτρονικής νόθευσης. Η αλληλεπίδραση με την αδιατάρακτη ηλεκτρονιακή σύζευξη μορίων στην αέρια φάση, παρέχει μια εύκολη και αποτελεσματική μέθοδο για να νοθεύσουμε το γραφένιο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μελλοντικές εφαρμογές της νανοτεχνολογίας. Στην παρούσα εργασία, θα εστιάσουμε στο σταδιακό επιφανειακό ηλεκτρονικό ντόπινγκ τύπου-p (p-doping) του γραφενίου, το οποίο έχει παραχθεί με την μέθοδο της μηχανικής αποφλοίωσης και της χημικής εναπόθεσης ατμού (CVD-method) πάνω σε πυρίτιο/διοξείδιο του πυριτίου (Si/SiO2) πάχους 300nm. Ειδικότερα, μόρια νιτρικού οξέος (HNO3), τα οποία έχουν θερμανθεί (μετατροπή από την υγρή στην αέρια κατάσταση), εναποτίθενται πάνω στο γραφένιο δημιουργώντας αυτο-οργανωμένα (self-assembled) σύμπλοκα μεταφοράς φορτίου. Ο μηχανισμός μεταφοράς φορτίου μελετήθηκε διεξοδικά με την βοήθεια κυρίως της φασματοσκοπίας Raman, Η φασματοσκοπία Raman, λόγω της ευαισθησίας της στα δομικά και ηλεκτρονιακά χαρακτηριστικά του γραφενίου, έχει αποδειχθεί ότι είναι μια πολύτιμη και μη καταστρεπτική τεχνική για την ανίχνευση, μεταξύ των άλλων της μορφολογίας του γραφενίου πάνω σε διάφορα υποστρώματα, πειράματα τάσης-παραμόρφωσης, στίβαγμα στρωμάτων γραφενίου) και στη μεταφορά φορτίου (charge transfer), μέσω των μεταβολών των χαρακτηριστικών κορυφών G και 2D του γραφενίου. In contrast to traditional semiconductors, the two-dimensional structure of graphene confines the doping process to surface adsorption. Dyes, polymers as well as fused aromatic systems have been used to realize either n-type or p-type doping in the liquid phase. Unfortunately, these reactive molecules may introduce parallel doping effects, due to utilization of liquid media for the doping step. Alternatively, doping can be achieved by means of gas-phase charge transfer in which the secondary doping effects are minimized. Elements such as alkali metals, and halogens show an efficient charge transfer doping effect. Yet, in most cases, they acquire high vacuum conditions for the production of vapors. Apart from these choices, charge transfer doping by gases or volatile liquids has attracted a lot of interest due to their easy control. A variety of substances possess good thermal stability and have very good volatility. Incorporated with the undisturbed basal plane electron conjugation, gas-phase molecular charge transfer doping provides a facile and effective method to dope graphene for future nanoelectronic applications. Recently, numerous reports have appeared in line with this route.In this work, we present the gradual p-type surface doping of chemical vapor deposition (CVD) and exfoliation graphene transferred onto Si/SiO2 wafers. In this approach, HNO3 molecules are thermally deposited to form self-assembled charge transfer complexes. The charge transfer mechanism is experimentally interrogated by Raman, X-ray photoelectron (XPS) and Ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS) for each doping step. Raman spectroscopy, owing to its sensitivity on the structural and electronic characteristics of graphene, has been proven to be a valuable non-destructive tool to detect, among the others, the doping state of graphene by probing the changes of the so-called G and 2D Raman active bands. 2016-11-08T19:53:35Z 2016-11-08T19:53:35Z 2015-05-25 Thesis http://hdl.handle.net/10889/9738 gr 6 application/pdf |
