外延石墨烯邊界山脊結(jié)構(gòu)形成機制的研究

2013-04-29 胡廷偉 西安交通大學(xué)金屬材料強度國家重點實驗室

  本論文在超高真空分子束外延(MBE)系統(tǒng)中對單晶6H-SiC 逐步升溫退火,在1250℃~1350℃溫度范圍內(nèi)(6 3 ´6 3)R30°重構(gòu)表面外延生長出高質(zhì)量的單晶石墨烯

  利用原位反射式高能電子衍射儀(RHEED)和原位掃描隧道顯微鏡(STM)表征SiC 表面石墨烯化的過程及其原子結(jié)構(gòu)特征。發(fā)現(xiàn),在較高的退火溫度條件下(1400℃及以上),外延石墨烯邊界處會形成隆起的山脊結(jié)構(gòu),且隨退火溫度升高山脊高度增大。

  線掃描分析表明,垂直于山脊結(jié)構(gòu)方向的晶格常數(shù)比理想石墨烯晶體的大19.8%,即此類山脊結(jié)構(gòu)一定程度上受到張應(yīng)力作用,與之前關(guān)于熱失配壓應(yīng)力導(dǎo)致山脊結(jié)構(gòu)的形成機制不同。Raman 光譜表征發(fā)現(xiàn),2D 峰位總體表現(xiàn)為藍移,但也有紅移的分峰,意味著確有張應(yīng)力區(qū)域的存在。

  分析認(rèn)為,Si 原子在擴散路徑上的堆積容易促使表面石墨烯的隆起,由此也可能導(dǎo)致山脊結(jié)構(gòu)的形成,且可能呈現(xiàn)張應(yīng)力,由此提出了SiC 高溫?zé)峤馐┥郊菇Y(jié)構(gòu)形成的新機。