| spelling |
Roberto Magalhaes PaniagoMaximiliano Delany MartinsEdmar Avellar SoaresRicardo Wagner NunesCarlos Alberto AcheteWaldemar Augusto de Almeida MacedoSofia de Oliveira Parreiras2019-08-13T19:38:33Z2019-08-13T19:38:33Z2017-06-14http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBYNCSO 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.The epitaxial growth of graphene over metallic surfaces is one of the promising methods for the developing of technological applications. Due to the small mismatch between the two lattices and the strong interaction, the Ni(111) substrate is particularly interesting for the controlled growth of isolated graphene nanoislands with well-defined morphologies (triangular or hexagonal). The size reduction to the nanometer scale modifies the nucleation and growth mechanisms stabilizing different types of edges depending on the atomic stacking. This offers the possibility to synthesize structures that are exclusive to the nanoscale, but also calls for fundamental growth studies in order to control them. High-resolution Scanning Tunneling Microscopy images were used to study graphene nanoislands grown on Ni(111) by chemical vapor deposition and postannealing at different temperatures. The atomic stacking configurations, domain boundaries, and edge structure of the nanoislands were determined. We find a nonconventional multistep mechanism that separates the thermal regimes for growth, edge reconstruction, and final stacking configuration, leading to nanoisland morphologies that are incompatible with their stacking symmetry. Whole islands shift their stacking configuration during cooling down, and others present continuous transitions at the edges. A statistical analysis of the domain structures obtained at different annealing temperatures reveals how polycrystalline, ill-defined structures heal into shape-selected islands of a single predominant stacking. Additionally, the effect of the surface alloying on the structural properties of graphene nanoislands was investigated. Fe-Ni and Co-Ni alloys modify the energy equilibrium of the edges, leading to changes on the islands morphologies. It was observed that the islands prepared on alloys, in general, exhibit a polycrystalline structure, but the distribution of domains is altered.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGMicroscopia de tunelamento STMFilmes finosMateria condensadaGrafenomicroscopia de varreduraNanoilhas de grafenonanoilhasnanoestruturasEstudo da estrutura de nanoilhas de grafeno por microscopia de varredura por tunelamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_sofia_parreiras.pdfapplication/pdf32769113https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SMRA-BBYNCS/1/tese_sofia_parreiras.pdfe53eb619c746f470a25bbe7809334da6MD51TEXTtese_sofia_parreiras.pdf.txttese_sofia_parreiras.pdf.txtExtracted texttext/plain212448https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SMRA-BBYNCS/2/tese_sofia_parreiras.pdf.txt394456011a75ceef226c0de51fb4f852MD521843/SMRA-BBYNCS2019-11-14 14:43:50.898oai:repositorio.ufmg.br:1843/SMRA-BBYNCSRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T17:43:50Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
|