スキャニングトンネル顕微鏡,スペクトル顕微鏡,およびアリル部分で化学的に改変されたエピタキシアルグラフェンのナノリトグラフィー

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• 表面化学について
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• ディアゾニウム塩の還元は,グラフェンの表面改変のための提案された方法である.
• 以前の研究では,アリル部分がグラフェンに結合しているという間接的な証拠が提示されていた.
• 結果となる添加層の順序と構成の直接的な分子特徴化は欠けていた.

研究 の 目的:

• グラフェンに4-ニトロフェニルディアゾニウム還元によって形成されたアドレイヤーの分子解像度特徴付けを行う.
• 協和的に改変されたグラフェン表面の分子秩序と構成を調査する.
• STM操作を用いたナノスケールパターニングの可能性を調査する.

主な方法:

• 超高真空 (UHV) スキャントンネル顕微鏡 (STM) とスペクトル顕微鏡 (STS) を利用しました.
• SiC ((0001) 上のエピタキシアルグラフェンに対する4-ニトロフェニルディアゾニウムテトラフルオロボラートの自発的還元を研究した.
• 化学的に処理された表面を ~500 °C で UHV で化し,特徴づけに先立ちました.

主要な成果:

• 解熱後,共振的に結合した有機分子の原子的に平坦で不均一な付加層を観測した.
• STMとSTSのデータは,添加層は主にアリルオリゴーマーで構成されていることを示しました.
• これらのオリゴマーは,均一なグラフェン表面変異をステリカルに阻害した.
• STMの先端によって吸収された種の選択的脱吸収は,特定のバイアスおよび現在の値で達成されました.

結論:

• グラフェンに4-ニトロフェニルディアゾニウムを還元すると,オリゴメリック付加層が生じるが,完全な表面覆いにはならない.
• このオリゴーマー構造は,グラフェン改変の均一性に影響を及ぼします.
• STMの先端は,分子を取り除き,グラフェンナノパターンを5nm未満のスケールで製造することができます.