Estudo da estrutura de nanoilhas de grafeno por microscopia de varredura por tunelamento

• Autor(a) principal: Sofia de Oliveira Parreiras
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBYNCS
• topic: microscopia de varredura; Nanoilhas de grafeno; nanoilhas; nanoestruturas; Microscopia de tunelamento STM; Filmes finos; Materia condensada; Grafeno

O crescimento epitaxial de grafeno sobre superfícies metálicas é um método promissor para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas. Devido à pequena diferença entre parâmetros de rede e à forte interação, o substrato de Ni(111) é particularmente interessante para o crescimento controlado de nanoilhas isoladas de grafeno com morfologias bem definidas (triangulares ou hexagonais). A redução do tamanho para a escala nanométrica altera os mecanismos de nucleação estabilizando diferentes tipos de bordas, dependendo do empilhamento atômico, e alterando o equilíbrio de energia do sistema. Com isso é possível preparar estruturas que são restritas à nanoescala motivando estudos de crescimento para controlá-las. Neste trabalho imagens de alta resolução de microscopia de varredura por tunelamento foram utilizadas para estudar nanoilhas de grafeno crescidas sobre Ni(111) por deposição por vapor químico e sujeitas a diferentes temperaturas de recozimento. Foram determinadas as configurações de empilhamento atômico, fronteiras de domínios e a estrutura de bordas das nanoilhas. Foi descoberto um mecanismo não-convencional de preparação que separa os regimes térmicos de crescimento, reconstrução de bordas e configuração final de empilhamento. Isto leva a nanoilhas com morfologias que são incompatíveis com a sua simetria de empilhamento. Ilhas inteiras têm suas configurações de empilhamento deslocadas durante o resfriamento, enquanto que outras apresentam transições contínuas nas bordas. Uma análise estatística da estrutura de domínios revela como ilhas policristalinas com estruturas irregulares podem ser modificadas através de tratamentos térmicos permitindo selecionar a forma de ilhas com um tipo de empilhamento predominante. Adicionalmente, foi estudado o efeito da formação de ligas de superfície nas propriedades estruturais de nanoilhas de grafeno. Ligas Fe-Ni e Co-Ni modificam o equilíbrio de energia das bordas, o que leva a uma alteração na morfologia das ilhas. Foi observado que as ilhas preparadas sobre ligas apresentam, em geral, uma estrutura policristalina, porém a distribuição de domínios é alterada.