在多晶石墨烯中绘制纳米级载体封闭的映射,采用太赫兹光谱学

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 在上生长的晶圆尺度石墨烯表现出非均性和小域.
• 化学蒸汽沉积期间的基质重建影响了石墨烯的生长.
• 了解电特性变化对于石墨烯应用至关重要.

研究的目的:

• 为了研究在上晶圆尺度石墨烯电气性能的空间变化.
• 为了将石墨烯的电特性与结构特征 (如缺陷和粒度边界) 相关联起来.
• 分析非均石墨烯中电荷载体散射机制.

主要方法:

• 太赫兹时域光谱 (THz-TDS) 用于绘制板电导率,载体密度和移动性的地图.
• 现象学德鲁德-史密斯模型分析THz导电谱.
• 拉曼光谱测量以评估平均缺陷距离.
• 传输电子显微镜 (TEM) 用于确定颗粒边界尺寸.

主要成果:

• THz-TDS成功地绘制了石墨烯电气性质的空间变化.
• THz导电谱与德鲁德-史密斯模型保持一致,表明异性散射.
• 载荷平均自由路径与缺陷距离和粒度边界尺寸相关.
• 在石墨烯粒中,小角度方向变化 (<5°) 显著影响散射行为.

结论:

• 颗粒边界和基质诱导的缺陷是影响石墨烯中电荷载体散射的关键因素.
• 异性散射,特别是从边界反向散射,主导着电气性质.
• THz-TDS是一种强大的工具,用于描述大面积石墨烯的质量和均性.