Дефектообразование в двумерных наноструктурах на подложках при ионном облучении («дефекты – 2D-материалы») : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. С. Тиванов

Abstract

Объект исследования: графен, синтезированный химическим осаждением из газовой фазы на медной фольге и перенесенный на подложки Cu и SiO2/Si, облученный ионами аргона энергией 46 МэВ с флюенсами 109, 1011, 1013 см 2 и ионами водорода энергией 240 кэВ с флюенсом 5×1016 см 2, а также численные модели подложек Cu и SiO2/Si. Предметы НИР: спектры комбинационного рассеяния света (КРС) графена на указанных подложках, а также процессы дефектообразования в графене при ионном облучении данного материала на подложках. Цель проекта: установление структурных свойств исходного и облученного графена методом спектроскопии КРС; установление роли подложки в дефектообразовании в данном материале при его облучении ионами аргона и водорода. В результате с помощью спектроскопии КРС обнаружено, что ионное облучение приводит к различному повышению плотности дефектов в графене на разных подложках; посредством аппроксимации показано, что в спектрах КРС облученного ионами водорода графена на масштабах лазерного пятна (0,6 мкм) присутствуют структурные модификации, характеризуемые режимами высокой и низкой дефектности; с помощью КРС-сканирования областей 20×20 мкм установлено, что плотность дефектов возрастает при облучении равномерно, при этом данный эффект наиболее выражен для облучения ионами водорода с флюенсом 5×1016 см-2 и аргона с флюенсом 1013 см-2; методом моделирования в среде «TRIM», а также с помощью представленных в литературе зависимостей выхода дефектов от ядерного торможения определены значения теоретического прироста дефектов при ионном облучении графена, которые хорошо соответствовали экспериментальным данным; показано, что основным источником дефектов при модификации графена указанным методом является подложка (более 90 % результирующего прироста дефектов).