Do pełnej funkcjonalności strony potrzebujesz włączonej obsługi skryptów. Tu znajdziesz instrukcje, które pozwolą Ci włączyć skrypty w Twojej przeglądarce.
KK-Nano 2022 - abstrakt Iaroslav Lutsyk

Wystąpienie ustne Iaroslav Lutsyk (NEF-Pon)

Ściągnij plik z abstraktem

BADANIE STRUKTURY ELEKTRONOWEJ HETEROSTRUKTUR GRAFEN/TMDC

Iaroslav Lutsyk1, Paweł Dąbrowski1, Maciej Rogala1, Dorota Anna Kowalczyk1, Paweł Krukowski1, Witold Kozłowski1, Michał Piskorski1, Maxime Le Ster1, Wojciech Ryś1, Aleksandra Nadolska1, Klaudia Toczek1, Przemysław Przybysz1, Rafał Dunal1, Karol Szałowski1, Tomasz Sobol2, Ewa Partyka-Jankowska2, Magdalena Szczepanik2, Natalia Olszowska2, Jacek Jarosław Kołodziej3, Yuji Kuwahara4, Paweł Kowalczyk1

1 Uniwersytet Łódzki, Pomorska 149/153, 90236 Łódź, Polska
2 Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS, Czerwone Maki 98, 30-392 Kraków, Polska
3 Uniwersytet Jagielloński - Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS, ul. Łojasiewicza 11, 30-348 Kraków, Polska
4 Uniwersytet Osakijski, 2-1 Yamada-oka, 565-0871 Osaka, Japan


Dichalkogenki metali przejściowych (ang. transition metal dichalcogenides – TMDCs) należą do klasy materiałów charakteryzujących się wieloma niespotykanymi w innych układach właściwościami, co prowadzi do ich potencjalnych zastosowań w elektronice i spintronice. Ze względu na swoją warstwową budowę, ta grupa materiałów może być stosowana jako element heterostruktur z innymi układami dwuwymiarowymi, np. z grafenem. W rezultacie oczekuje się, że w takich hybrydowych materiałach pojawią się nowe właściwości, które związane są ze złożonymi zjawiskami występującymi na granicy warstw.

Głównym celem prezentowanych badań było zbudowanie heterostruktur grafen/TMDC i przeprowadzenie analizy ich własności elektronowych. Najistotniejsze było zbadanie wzajemnego oddziaływania obu komponentów i oszacowanie wpływu tego oddziaływania na właściwości grafenu i TMDC.

W tym celu zbudowano i scharakteryzowano dwa typy heterostruktur opartych na TMDC (1T-TaS2, Td-WTe2)i grafenie – grafen/TMDC oraz TMDC/grafen/SiC. Dla hybrydy typu 1T-TaS2/grafen/SiC opracowano dodatkowo wydajną metodę identyfikacji warstw 1T-TaS2 za pomocą pomiarów KPFM, co jednocześnie umożliwiło analizę procesu utleniania 1T-TaS2. Wykazano także że ostrze STM, pozwala na selektywne usunięcie zanieczyszczeń z powierzchni 1T-TaS2. Badania LT-STM przeprowadzone w środowisku ultra wysokiej próżni (UHV) pozwoliły na analizę cienkich płatków 1T-TaS2, w tym także tych o grubości pojedynczej warstwy.

Z kolei drugi typ badanych układów grafen/1T-TaS2 oraz grafen/Td-WTe2 są unikalnymi, heterostrukturami, które umożliwiły wykonanie pomiarów zarówno w skali makro, jak i nanometrowej. Po raz pierwszy zbadano strukturę elektronową takiego układu za pomocą ARPES, dowodząc, że TMDC i grafen zachowują swoje podstawowe właściwości. Dodatkowo, ze względu na efekt bliskości występujący w heterostrukturze, obserwuje się p-domieszkowanie grafenu. Pokazuje to, że oddziaływanie wewnątrz hybrydy należy traktować jako czynnik regulujący właściwości układu, a nie niszczący je, co nie było wcześniej jasne dla struktury grafen/TMDC. Ponadto, tego typu układy mają duży potencjał badawczy w kierunku efektów twistronicznych, na co wskazują nasze wstępne badania STM.

Przedstawione badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektów: 2019/32/T/ST3/00487, 2015/19/B/ST3/03142, 2018/31/B/ST3/02450.