Фізичні властивості плівок оксиду графену, осадженого на структуру SiO2-Si і відновленого лазерним випромінюванням
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми потреба у керованому формуванні провідних шарів на основі частково відновленого оксиду графену, а також формуванні оптимальних параметрів, необхідних для даного відпалу. GO у вихідному стані характеризується широкою оптичною забороненою зоною і виступає як діелектрик, а його відновлення відкриває шлях до застосувань у мікро- та наноелектроніці. Зв’язок дослідження з науковими програмами, планами, темами робота виконана на базі кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико-математичного факультету НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» у співпраці з Інститутом фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України. Обʼєкт дослідження тонкі плівки GO/rGO та композити GO–ZnO на підкладках SiO2 – Si і прозорих референсних підкладках після термічного й лазерного впливу. Предмет дослідження залежності між параметрами обробки та еволюцією π-мережі, дефектної структури, оптичної щілини, товщини та поверхневого опору. Мета роботи дослідження впливу умов відпалу та лазерного впливу на зміну фізичних властивостей GO-плівок, а також встановлення кореляцій між оптичними, електрофізичними та раманівськими параметрами як основи неруйнівного контролю. Методи дослідження охоплюють УФ–видиму спектрофотометрію (аналіз графіка Тауца), оцінювання товщини за інтерференційними ознаками, чотиризондові вимірювання поверхневого опору, мікрораманівську спектроскопію з параметризацією піків та деконволюційний аналіз. Задачі дослідження полягають у встановленні кількісних залежностей між режимами термічного та лазерного відновлення плівок GO (і композитів GO – ZnO) на структурах SiO2–Si та зміною їх оптичних, електрофізичних і раманівських характеристик. На основі отриманих залежностей визначаються відтворювані «вікна» параметрів обробки та формуються критерії неруйнівної оцінки ступеня відновлення й однорідності плівок. Наукова новизна одержаних результатів встановлення узгоджених закономірностей впливу температури відпалу, газового середовища, потужності лазера та підігріву підкладки на дефектність і провідність GO/rGO, а також у підтвердженні статистично значущих кореляцій між оптичними, електрофізичними й раманівськими параметрами, що створює підґрунтя універсальної неруйнівної методики контролю. Практичне значення одержаних результатів порівняння режимів обробки. Показано, що інтенсивне термічне відновлення GO спостерігається в діапазоні 160 – 200 ℃ зі зменшенням поверхневого опору на кілька порядків, а підвищення температури до 250 ℃ наближає параметри до стану частково відновленого графену. Для лазерної обробки встановлено, що без підігріву підкладки оптимальний ступінь відновлення відповідає потужності близько 8%, тоді як за наявності підігріву оптимум зміщується в діапазон 3 – 4% внаслідок додаткового внеску термічного ефекту. Також обґрунтовано доцільність комбінованого підходу (лазерне + термічне відновлення) як «комплексного алгоритму» керованого формування властивостей.
Опис
Ключові слова
графеновий оксид, відновлений оксид графену, лазерне відновлення, термічний відпал, SiO2 – Si, композити GO – ZnO, graphene oxide, reduced graphene oxide, laser reduction, thermal annealing, GO composites – ZnO
Бібліографічний опис
Наконечний, І. А. Фізичні властивості плівок оксиду графену, осадженого на структуру SiO2-Si і відновленого лазерним випромінюванням : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Наконечний Ілля Андрійович. – Київ, 2025. – 127 с.