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Rodrigo Gribel LacerdaGilberto Medeiros RibeiroDaniel Cunha EliasAlisson Ronieri Cadore2019-08-11T21:03:15Z2019-08-11T21:03:15Z2013-07-30http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9HSKKVA descoberta do grafeno e dos métodos de obtê-lo de maneira isolada, impulsionaram o desenvolvimento de uma nova classe de dispositivos nanoeletrônicos com base em suas propriedades físicas e elétricas. Tão logo, foi observado que suas propriedades eletrônicas são fortemente sensíveis ao ambiente, e também por moléculas adsorvidas em sua superfície. Neste contexto, estudos sobre a interação entre o hidrogénio (H2) e dispositivos de grafeno tornaram-se particularmente importantes devido à possibilidade de utilizar o grafeno como um material de armazenamento de hidrogênio, além de uma nova classe de dispositivos para sensoriamento gasoso. Neste trabalho, as propriedades eletrônicas de uma monocamada de grafeno foram investigadas (in situ) sob a exposição de hidrogênio molecular. Estudamos as curvas de condutividade em função da tensão de porta dos dispositivos de grafeno em diferentes temperaturas. Experimentos durante a adsorção e dessorção de H2 em diferentes condições de concentração de hidrogênio e temperaturas foram realizadas. A mobilidade de efeito de campo para o grafeno mostrou ser altamente sensível à exposição de H2, demonstrando seu efeito direto nos mecanismos de espalhamento de carga do grafeno. Além disso, é evidenciado que o H2 ao se infiltrar entre a folha de grafeno e o SiO2 se comporta como um centro espalhador de curto alcance, que causa um efeito assimétrico na mobilidade de buracos e elétrons diante a interação. Mais que isso, mostramos que todo o processo apresentou ser totalmente reversíveis e ocorre em todas as temperaturas analisadas. Em resumo, este trabalho mostra uma forma reprodutiva de alteração das propriedades eletrônicas intrínsecas de dispositivos de grafeno por meio de adsorção de moléculas de hidrogênio. Concluímos também que as mudanças observadas são devidas ao processo de interação gasosa e, com isso, demonstramos a capacidade de usar tais sistemas como sensores gasosos ou para estocagem de hidrogênio.The discovery of graphene and methods to isolate it raised the prospect of a new class of nanoelectronic devices based on its physical and electrical properties. Soon enough it was discovered that its electronic properties are strongly sensitive to the environment and also by molecules assembled on its surface. In this context, studies regarding the interaction between hydrogen (H2) and graphene devices have become particularly important due to the possibility of using graphene as a hydrogen storage material, besides a new type of gas sensor devices. In this work, the electronic properties of monolayer graphene have been investigated (in situ) under the exposure of molecular hydrogen. We have measured the conductivity versus gate voltage of graphene devices at different temperatures. Experiments during H2 adsorption and desorption at different conditions of hydrogen concentration and temperature were performed. The field-effect transistor mobility of graphene is shown to be highly sensitive to H2 exposure, demonstrating its direct effect on graphene charge scattering mechanisms. Furthermore, it is shown that the H2 infiltrates between the graphene sheet and SiO2 behaves as short-range scattering centers that cause an asymmetric effect in the hole and electron mobilities under hydrogen interaction. More than that, we show that the whole process is fully reversible and happens in all temperatures analyzed. In summary, this work shows a reproductive form of modification of intrinsic electronic properties of graphene devices through adsorption of hydrogen molecules. We also conclude that the changes observed are due to gas interaction process and, thus, demonstrate the ability to use systems such as sensors or gaseous hydrogen storage.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGGrafeno Propriedades elétricasDeposição quimica de vaporTeoria do transporteFísicaFísicaInfluência de impurezas ionizadas e moléculas adsorvidas no mecanismo de transporte elétrico de grafenoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALinfluencia_de_impurezas_ionizadas_e_mol_culas_adsorvidas_no_mecanismo_de__transporte_el_trico_de_grafeno___alisson_r_cadore.pdfapplication/pdf3382898https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-9HSKKV/1/influencia_de_impurezas_ionizadas_e_mol_culas_adsorvidas_no_mecanismo_de__transporte_el_trico_de_grafeno___alisson_r_cadore.pdf2fb8d71324f8a45199d2612e0f49ef65MD51TEXTinfluencia_de_impurezas_ionizadas_e_mol_culas_adsorvidas_no_mecanismo_de__transporte_el_trico_de_grafeno___alisson_r_cadore.pdf.txtinfluencia_de_impurezas_ionizadas_e_mol_culas_adsorvidas_no_mecanismo_de__transporte_el_trico_de_grafeno___alisson_r_cadore.pdf.txtExtracted texttext/plain177491https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-9HSKKV/2/influencia_de_impurezas_ionizadas_e_mol_culas_adsorvidas_no_mecanismo_de__transporte_el_trico_de_grafeno___alisson_r_cadore.pdf.txt4e55b204b11d378e0104cdae70084801MD521843/BUOS-9HSKKV2019-11-14 10:48:35.562oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-9HSKKVRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T13:48:35Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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