極性と非極性の6H-SiC面におけるエピタキシャルグラフェン成長の比較: 多層フィルムの成長に関して

DAAS B.K.; OMAR Sabih U.; SHETU S.; DANIELS Kevin M.; MA S.; SUDARSHAN T.S.; CHANDRASHEKHAR M.V.S.

文献

J-GLOBAL ID：201202230918431791 整理番号：12A1103019

極性と非極性の6H-SiC面におけるエピタキシャルグラフェン成長の比較: 多層フィルムの成長に関して

Comparison of Epitaxial Graphene Growth on Polar and Nonpolar 6H-SiC Faces: On the Growth of Multilayer Films

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資料名：
巻： 12 号： 7 ページ： 3379-3387 発行年： 2012年07月
JST資料番号： W1323A ISSN： 1528-7483 CODEN： CGDEFU 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

非極性の6H-SiC面と極性のc面におけるエピタキシャルグラフェン(EG)の成長を比較研究した。原子間力顕微鏡(AFM)によってこれらのEGの表面形態を調べた結果,極性と非極性面の間に著しい差があり,非極性面では非常に小さな粒子サイズになることがわかった。ラマン分光法によって決定した黒鉛化の品質はSi面を除くとAFMの測定結果と一致した。一致しないのはSi面のEGにおける点欠陥と他の面における拡大した粒界である。非極性面におけるナノ結晶グラファイト成長は6角形のテンプレートが欠けているためであり,非極性面では表面エネルギーとステップ力学が異なっている。粒界の大きな被覆によって粒子の端からSiが脱着できるので,非極性面上には厚いフィルムが形成されることをX線光電子分光法(XPS)によって確証した。それと反対により大きな結晶が形成されていて粒界/欠陥密度が低いSi面とC面ではより薄い層になった。したがって,1次層の核生成後の多層グラフェン成長はSiC基板からSiが脱着できるEG成長層の欠陥/粒界密度によって限定されることがわかった。それ以外には完全なグラフェン格子を通り抜けてSiは拡散できないので,連続的な多層成長は不可能である。Si面では点欠陥が被覆されると,成長は止まってしまうことが観測された。さらに粒子サイズや多層成長速度を調節できるような非極性面のEG層の核生成に関する研究が必要である。

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固-固界面 , 半導体薄膜 , 原子・分子のクラスタ

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