Ανάπτυξη γραφενίου και δομικός χαρακτηρισμός σε μονοκρυσταλλικά υποστρώματα μετάλλων

Κορδάτος, Απόστολος; Kordatos, Apostolos

dc.contributor.author	Κορδάτος, Απόστολος	el
dc.contributor.author	Kordatos, Apostolos	el
dc.date.accessioned	2015-06-24T10:19:04Z
dc.date.available	2015-06-24T10:19:04Z
dc.date.issued	2015-06-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40878
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4168
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Γραφένιο Ανάπτυξη Χαρακτηρισμός Ir(111) Rh(111)	el
dc.subject	Graphene Growth Characterization Ir(111) Rh(111)	en
dc.subject	Ανάπτυξη γραφενίου	el
dc.subject	Δομικός χαρακτηρισμός	el
dc.subject	Μονοκρυσταλλικά υποστώμαα μετάλλων	el
dc.subject	Graphene Growth	en
dc.subject	Structural characterization	en
dc.subject	Single crystal substrates	en
dc.title	Ανάπτυξη γραφενίου και δομικός χαρακτηρισμός σε μονοκρυσταλλικά υποστρώματα μετάλλων	el
dc.title	Graphene growth and structural characterization on single crystal substrates	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Πειραματική Φυσική	el
heal.classification	Επιστήμη των Υλικών	el
heal.classification	Experimental Physics	en
heal.classification	Materials Science	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-12
heal.abstract	Το θέμα της παρούσης μεταπτυχιακής εργασίας είναι η ανάπτυξη γραφενίου σε μονοκρυσταλλικά υποστρώματα μετάλλων και ο δομικός του χαρακτηρισμός. Στόχος μας είναι να προσδιορίσουμε την επίδραση των εξωτερικών παραγόντων οι οποίοι καθορίζουν την ανάπτυξη του υλικού. Ως υποστρώματα χρησιμοποιήθηκαν μονοκρυσταλλικά υποστρώματα μετάλλων και ειδικότερα Rh(111) και Ir(111). ). Τα υποστρώματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν διότι το ανεπτυγμένο σε αυτά γραφένιο παρουσιάζει αρκετά καλό προσανατολισμό καθώς και μια γενικότερη δομική ομοιομορφία, γεγονός που μπορεί να ερμηνευθεί απο τον καθοριστικό ρόλο του υποστρώματος στις διαδικασίες κατάλυσης. Η ανάπτυξη του υλικού έγινε μέσω της χημικής εναπόθεσης ατμών (Chemical Vapor Deposition – CVD).Aποτελεί μια πειραματική μέθοδο ανάπτυξης υλικών με την μορφή λεπτού στρώματος και η διαδικασία της εναπόθεσης περιλαμβάνει χημικές αντιδράσεις λόγω της πυρόλυσης ενός πρόδρομου υλικού το οποίο βρίσκεται συνήθως σε αέρια μορφή. Στην περίπτωση του γραφενίου, ως πηγή άνθρακα χρησιμοιούνται κάποιο αέριο υδρογονάνθρακα το οποίο συνυπάρχει σε ένα μίγμα αερίων και ενδεχομένως να περιέχει Η2, Ν και Ar. Μέσω της συγκεκριμένης μεθόδου είναι δυνατόν να παρασκευαστεί γραφένιο μεγάλης έκτασης και σε πολλές περιπτώσεις μπορούμε να έχουμε πλήρη κάλυψη του υποστρώματος ανάπτυξης. Η πειραματική διαδικασία στο σύνολό της εξαρτάται απο τις περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία, πίεση, ρυθμός ροής του μίγματος αερίων αερίων στο σύστημα) καθώς και απο την διαλυτότητα σε άνθρακα του εκάστοτε υποστρώματος σε σχέση με τη θερμοκρασία. Ο χαρακτηρισμός των δειγμάτων, εγινε με την χρήση ενός συνόλου πειραματικών μεθόδων μέσω των οποίων λάβαμε πληροφορίες σχετικά με τα δομικά χαρακτηριστικά του υλικού. Σε πρώτο στάδιο, χρησιμοποιήθηκε η φασματοσκοπία RAMAN με σκοπό να προσδιοριστεί η ποιότητά του, το ποσοστό κάλυψης του υποστρώματος, ο αριθμός των layers καθώς και ο τρόπος ανάπτυξής του. Στην συνέχεια ο προσανατολισμός, η κρυσταλλικότητα καθώς η τραχύτητα της επιφάνειας προσδιορίστηκε μέσω της μεθόδου RHEED εντός ενός θαλάμου ΜΒΕ Η ηλεκτρονική δομή του γραφενίου και συγκεκριμένα η δομή των ενεργειακών του ζωνών μελετήθηκε με την μέθοδο ARPES μέσω της οποίας, βρισκόμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε και να καταγράψουμε την ενεργειακή σχέση διασποράς των ηλεκτρονίων στο υπο μελέτη υλικού. Τέλος, προχωρήσαμε στον χαρακτηρισμό του υλικού μέσω της μεθόδου STM (Scanning Tunneling Microscopy) με σκοπό την μελέτη της κρυσταλλογραφικής του δομής.	el
heal.abstract	This master thesis focuses on the graphene growth on single-crystal Rh(111) and Ir(111) substrates by Chemical Vapor Deposition (CVD). CVD is an established method for large-area graphene growth on transition metal substrates which act as catalysts for the dehydrogenation of hydrocarbon precursors. The growth procedure depends on the process conditions (temperature, pressure, flow rate of the gas mixture in the system) and the metal catalyst itself (thickness, crystallinity, roughness, carbon solubility versus temperature, interaction with graphene etc.). Our main goal is to determine the effect of the various growth parameters on the structural and electronic properties of graphene. Single-crystalline Rh and Ir substrates were chosen as model systems since graphene exhibits fewer defects, excellent orientation, structural uniformity and interesting phenomena such as moire patterns. The characterization of the samples was performed by a number of experimental methods. Raman spectroscopy was used in order to determine the graphene quality, coverage of the substrate, estimate number of layers and stacking order. Then the orientation, crystallinity and surface roughness was determined by the Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) technique. The electronic structure of graphene was studied by Angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) in order to study the energy dispersion and the band structure of the material. Finally, Scanning Tunneling Microscopy (STM) was performed, in order to determine the crystallographic structure of graphene.	en
heal.advisorName	Δημουλάς, Αθανάσιος	el
heal.advisorName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true