НАНОСИСТЕМЫ

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗА ГРАФЕНА НА ФАСЕТИРОВАНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КАРБИДА КРЕМНИЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ГРАФЕНОВЫХ СТРУКТУР

Алексеев Н. И., Лучинин В. В.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), http://www.eltech.ru
197376 Санкт-Петербург, Российская Федерация
nialekseyev@yandex.ru, luchinin@eltech-fel.ru

Поступила в редакцию 13.09.2015

Проводится расчетная оптимизация фасетированной поверхности SiC с точки зрения получения на ней графена с максимально возможной шириной запрещенной зоны. В качестве источника появления ненулевой запрещенной зоны рассматриваются сгибы графена над складками фасетирования, возникающими при расщеплении вицинальной грани SiC (11−2n) на ступени: участок грани (000—1) и участок, отклоненный от нее. В качестве оптимальной с практической точки зрения предложена величина пространственного периода структуры порядка 30 nm, при котором нижняя оценка ΔEg составляет около 0.2÷0.25 eV. Описан возможный вариант практического получения такой структуры.
Ключевые слова: графен, карбид кремния, фасетированная поверхность, запрещенная зона, вицинальная грань

PACS: 68.15, 81.15

Библиография – 12 ссылок

РЭНСИТ, 2015, 7(2):135-144 DOI: 10.17725/rensit.2015.07.135

ЛИТЕРАТУРА

Hass J, Varchon F, Milla’n-Otoya JE et al. Why Multilayer Graphene on 4H-SiC 000_1 Behaves Like a Single Sheet of Graphene. Phys. Rev. Lett., 2008, 100:125504–10.
Hara H, Sano Y, Arima K, Kagi K, Murata J, Kubota A, Mimura H, Yamauchi K. Catalyst-referred etching of silicon. Science and Technology of Advanced Materials, 2007, 8:162-165.
Fujii M, Tanaka S. Ordering Distance of Surface Nanofacets on Vicinal 4H-SiC(0001). Phys. Rev. Lett., 2007, 99:016102.
Давыдов СЮ. О переходе заряда в системе адсорбированные молекулы-монослой графена-SiC-подложка. ФТП, 2011, 45(5):629-633.
Давыдов СЮ, Ледедев АА, Посредник ОВ. Введение в физику наносистем. Учебн. пособие. С.-Петербург, Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009, 112 с.
Castro-Neto AH, Guinea F, Peres NM et al. The electronic properties of graphene. Rev. Mod. Phys., 2009, 81:109. arXiv.org > cond-mat > arXiv:0709.1163.
Norimatsu W, Kusunoki M. Formation process of graphene on SiC(0001). Physica E., 2000, 42:691–694.
Alekseev NI, Luchinin VV, Charykov NA. Initial Stage of the Epitaxial Assembly of Graphene from Silicon Carbide and Its Simulation by Semiemprical Quantum Chemical Methods: Carbon Face. Russ.Journ.of Phys. Chem. A, 2013, 87(10):1709-1720.
Алексеев НИ. Моделирование процессов формирования углеродных наноматериалов. Графен, нанотрубки, фуллерены. СПбГЭТУ «ЛЭТИ», СПб., 2014, 292 с.
Hicks J, Shepperd K, Wang F, Conrad EH. The structure of graphene grown on the SiC (000—1) surface. J.Phys.D. Applied Physics, 2012, 45(15):154002.
Brenner DW. Empirical potential for Hydrocarbons for Use in Simulating the Chemical Vapor Deposition on Diamond Films. Physical Review B, 1990, 42:9458-9471.
Popov VV, Polischuk OV, Davoyan AR, Ryzhii V, Otsuji T, Shur MS. Plasmonic terahertz lasing in an array of Gr nanocavities. Phys. Rev. B., 2012, 86:195437.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/188/7(2)-135-144.pdf