Змiна типу носiїв у багатошарових тонких плiвках графену
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe59.04.0426Ключові слова:
structure, carrier type reversal, thermoelectric power, electrical conductivityАнотація
Графен має унiкальну двовимiрну структуру, з великою площею поверхнi i значною хiмiчною стабiльнiстю. Окис графену, отриманий методом Хаммерса, було вiдновлено до графену iз застосуванням iмпульсного лазерного напилен-ня. Дослiджувалися зразки графену у виглядi порошку і багатошарової структури. Виконано рентгеноструктурний аналiз графену для з’ясування наявностi ближнього поряд-ку i визначення числа шарiв. Природа ближнього поряд-ку знайдена методами дифракцiї електронiв i просвiчую-чої електронної мiкроскопiї. Залежнiсть коефiцiєнта Зеє-бека вiд температури свiдчить про змiну типу носiїв з n-на p-тип, починаючи з 60∘C. Вивчено залежнiсть цiєї змi-ни вiд частоти, напруги i температури. Виявленi осциляцiї залежностi коефiцiєнта Зеєбека вiд товщини вiдповiдають ефекту розмiрного квантування в шарах графену. Вимiряно i розраховано такi транспортнi властивостi графену, як швидкiсть, рухливiсть i електрична провiднiсть.
Посилання
A.K. Geim and K.S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 183 (2007).
https://doi.org/10.1038/nmat1849
N. Tombros, C. Jozsa, M. Popinciuc, H.T. Jonkman, and B.J.V. Wees, Nature 1448, 571 (2007).
https://doi.org/10.1038/nature06037
J.M. Carlsson, Nat. Mater. 6, 801 (2007).
https://doi.org/10.1038/nmat2051
T. Ramanathan, A.A. Abdala, S. Stankovich, D.A. Dikin, M. Herrera-Alonso, R.D. Pinar, D.H. Adamson, H.C. Schnipp, X. Chen, R.S. Ruoff, and S.T. Nguyen, Nat. Nanotechnol. 3, 327 (2008).
https://doi.org/10.1038/nnano.2008.96
M. Liang and L. Zhi, J. Mater. Chem. 19, 5871 (2009).
https://doi.org/10.1039/b901551e
S.R.C. Vivekchand, C.S. Rout, K.S. Subrahmanyam, A. Govindaraj, and C.N.R. Rao, J. Chem. Sci. 120, 9 (2008).
https://doi.org/10.1007/s12039-008-0002-7
J. Zhu, Nat. Nanotechnol. 3, 528 (2008).
https://doi.org/10.1038/nnano.2008.249
S. Patchkovskii, J.S. Tse, S.N. Yurchenko, L. Zhechkov, T. Heine, and G. Seifert, PNAS 102, 10439 (2005).
https://doi.org/10.1073/pnas.0501030102
N.A. Kotov, Nature 442, 254 (2006).
https://doi.org/10.1038/442254a
G. Eda and M. Chhowalla, Nano Lett. 9, 814 (2009).
https://doi.org/10.1021/nl8035367
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, M.I. Katsnelson, and I.V. Grigorieva, Nature 438, 197 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature04233
Nature 438, 197 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature04233
Y.B. Zhang, Y. Tan, H.L. Stormer, and P. Kim, Nature 438, 201 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature04235
Nature 438, 201 (2005).
https://doi.org/10.1038/nature04235
J.C. Meyer, A.K. Geim, M.I. Katsnelson, K.S. Novoselov, and T.J. Booth, S. Roth. Nature 446, 9, 60(2007).
M.I. Katsnelson and K.S. Novoselov, Solid State Commun. 143, 3 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.ssc.2007.02.043
F. Schedin, A.K. Geim, S.V. Morozov, E.W. Hill, P. Blake, and M.I. Katsnelson, Nat. Mater. 6, 652 (2007).
https://doi.org/10.1038/nmat1967
A.N. Obraztsov, Nat. Nanotechnol. 4, 212 (2009).
https://doi.org/10.1038/nnano.2009.67
J.C. Meyer, C.O. Girit, M.F. Crommie, and A. Zettl, Nature 454, 319 (2008).
https://doi.org/10.1038/nature07094
C.T. Vincent, J.A. Matthew, Y. Yang, and B.K. Richard, Nat. Nanotechnol. 4, 25 (2009).
https://doi.org/10.1038/nnano.2008.329
S. Park and R. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 4,217(2009).
https://doi.org/10.1038/nnano.2009.58
M.J. McAllister, J. Li, D.H. Adamson, H.C. Schniepp, A.A. Abdala, J. Liu, M. Herrera-Alonso, and D.L. Milius, Chem. Mater. 19,4396(2007).
https://doi.org/10.1021/cm0630800
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, and A.A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
https://doi.org/10.1126/science.1102896
K.I. Bolotin, K.J. Sikes, Z. Jiang, G. Funderberg, J. Hones, P. Kim, and H.L. Stormer, Solid State Commun. 146, 351 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.02.024
R. Sanjin’es, M.D. Abad, Cr. V^aju, R. Smajda, M. Mioni’c, and A. Magrez, Surf. & Coat. Techn. 206, 727 (2011).
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.01.025
P.S. Kireev, Semiconductor Physics (Mir Publishers, Moscow, 1975).
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, M.J. Katsnelson, I.V. Grigorieva, S.V. Dubonos, and A.A. Firsov, Science 306, 666 (2004);
https://doi.org/10.1126/science.1102896
Y. Zhang, J.P. Small, M.E.S. Amory, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 94,176803 (2005);
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.176803
K.S. Novoselov, E. McCann, S.V. Morozov, V.I. Fal'ko, M.J. Katsnelson, U. Zeitler, D. Jiang, F. Shedin, and A.K. Geim, Nat. Phys. 2, 177 (2006).
M.S. Dresselhaus and G. Dresselhaus, Adv. Phys. 51, 1 (2002).
https://doi.org/10.1080/00018730110113644
N. Ando, J. Phys. Soc. Jpn. 74, 777 (2005).
https://doi.org/10.1143/JPSJ.74.777
E. McCann and V.I. Fal'ko, Phys. Rev. Lett. 96, 086805 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.086805
P.R. Wallas, Phys. Rev. 71, 622 (1974).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.71.622
J.C. Slonczewski and P.R. Weiss, Phys. Rev. 99, 636(A) (1955).
J.W. MacClure, Phys. Rev. 104, 666 (1956).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.104.666
E. Fradkin, Phys. Rev. B 33, 3263 (1986).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.33.3263
S.H. Hun, in: Physics and Applications of Graphene – Experiments, edited by S. Mikhailov (InTech, 2011), p.74.
W.S. Hummers, R.E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958).
https://doi.org/10.1021/ja01539a017
H.A. Becerril, J. Mao, Z.F. Liu, R.M. Stoltenberg, Z.N. Bao, and Y.S. Chen, ACS Nano 2, 463(2008).
https://doi.org/10.1021/nn700375n
L. Huang; Y. Liu, L. Ji, Y.Qun Xie, T. Wang, and W.Z. Shi, Carbon 49, 2431 (2011).
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2011.01.067
R.J. Seresht, M. Jahanshahi, A. Rashidi, and A.A. Ghoreyshi, Appl. Surf. Sci. 276, 672 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.03.152
R.W. James, X-Ray Crystallography (Wiley, New York, 1961).
B.D. Cullity, Elements of X-Ray Diffraction (AddlsonWesley, Reading, MA, 1956).
H.M. Ju, S.H. Choi, and S.H. Huh, J. of Korean Phys. Society 57, 1649 (2010).
https://doi.org/10.3938/jkps.57.1649
D.A. C.Brawnson, D.K. Kampouris, and C.E. Banks, J. Power Sources 196, 4873 (2011).
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.02.022
P. Pichanuskorn, and P. Bandaru, Mater. Sci. and Engin. 67, 19 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.mser.2009.10.001
G.J. Snyder, and E.S. Toberer. Nature Mater. 7, 105 (2008).
https://doi.org/10.1038/nmat2090
K. Seeger, Semiconductor Physics, an Introduction (Springer, Berlin, 1997).
D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, and S.R. Williams, Nature 453 (7191), 80 (2008).
https://doi.org/10.1038/nature06932
B.A. Tavger and V.Ya. Demikhovskii, Usp. Fiz. Nauk 96, 61 (1968).
https://doi.org/10.3367/UFNr.0096.196809d.0061
V.A. Bruk, V.V. Garshenin, and A.I. Kurnosov, Semiconductor Technology (Mir Publishers, Moscow, 1971).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
