Тема: Исследование рельефа поверхности графита с помощью сканирующего туннельного микроскопа

В настоящее время важной задачей в физике является исследование проводящих свойств поверхностей. Не случайно физика поверхностных явлений становится одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов науки. Благодаря фундаментальным исследованиям в данной области физики наблюдаются значительные успехи в современной микро и наноэлектронике, производятся исследования разнообразных электронных, атомных и молекулярных процессов, происходящих на поверхности твердых тел. Само собой, остается актуальным заветное желание ученых на протяжении последних тридцати лет - непосредственно понаблюдать за поведением отдельных атомов на поверхности твердого тела, а также изучить процессы с участием одиночных или небольших групп атомов.
Все это стало доступным благодаря изобретенному в 1982 году Г. Биннигом и Г.Рорером сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), который не накладывает ограничений на размеры образцов. Изобретение СТМ реально открыло двери для изучения нового микроскопического мира.
Методами сканирующей туннельной микроскопии стали пользоваться практически недавно, с начала 1990-х годов, но эти методы представляются достаточно перспективными в связи с процессом миниатюризации электронных схем и переходом к размерам элементов нанометрового масштаба. В связи с этим, исследование графита представляется важным, поскольку графит одна из самых распространенных подложек для изучения нанообъектов и очень часто используется в туннельной микроскопии. Также важными факторами в пользу графита являются его дешевизна, стабильность в нормальных условиях, обладание хорошей проводимостью и на нем можно легко получить атомно-гладкие участки поверхности большой площади. На основе графита возможно создание наноустройств, таких как полевые транзисторы, конденсаторы, ионисторы и т.д.
Важным этапом на пути внедрения графита в микроэлектронную промышленность является установление зависимостей между дефектами его поверхности и соответствующей локальной проводимостью, так как создание бездефектных участков графита определенного размера пригодного для использования является главным препятствием на пути создания углеродной электроники. Таким образом, объектом исследования в моей выпускной квалификационной работе является тонкая поверхность графита, а целью исследования является исследование рельефа поверхности графита.
Для правильной интерпретации поставленной задачи удобными являются методы сканирующей туннельной микроскопии, поскольку эти методы по сравнению с другими, к примеру, электронной микроскопии, позволяют получить информацию о материале и его поверхности без разрушения или какой-либо модификации.
В соответствии с целью были выдвинуты следующие задачи:
1) Изучение основ сканирующей туннельной микроскопии;
2) Изучение конструкции и принципов работы прибора СТМ “Nanosurf Easyscan 2”;
3) Получение изображений рельефа поверхности графита и дальнейшее исследование его структуры.
4) Сравнить изображения исследуемого образца с изображением поверхности графита, полученного другими исследователями;
5) Сделать заключение о проделанной работе.

Купить

Было выполнено исследование рельефа поверхности графита с помощью сканирующей туннельной микроскопии.Анализ полученных данных показал, что при сканировании образца в размерной области 250 нм - 250 нм на поверхности видны дефекты в виде межзеренных границ, а пересекающие линии являются стыками, так называемых зерен, которые, в свою очередь, являются некоторыми структурами (кристаллитами). Для получения изображения размеров атомов в решетке, а также определения радиуса атома углерода, сканирование велось при различных масштабах. Проверено, что участки, разделяемые видимыми после обработки на большом масштабе границами, соответствуют различным ориентациям атомных плоскостей.
Расчет радиуса атома углерода по полученным данным при исследовании поверхности графита практически совпадает с данными из других источников.
Следовательно, исследуемый образец графита представляет собой гексагональную структуру

Купить