Příprava a charakterizace dvourozměrných heterostruktur

Abstract

Po experimentálním získání grafénu počátkem 21. století došlo k objevení mnoha dalších zajímavých 2D materiálů. Elektrické a optické vlastnosti těchto vrstev jsou však značně ovlivněny složením a kvalitou okolních materiálů. Za účelem zachování výjimečných vlastností tenkých vrstev se s postupem času začala pozornost vztahovat k heterostrukturám z 2D materiálů složených. Tato diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací heterostruktur složených z grafénu a hexagonálního nitridu boritého, se zaměřením na optimalizaci výrobního procesu heterostruktur metodou suchého přenosu tenkých vrstev připravených mikromechanickou exfoliací. Charakterizace a kvalita připravených vrstev je kontrolována pomocí Ramanovy spektroskopie a morfologie je zkoumána pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM). Dále jsou v práci diskutovány elektrické vlastnosti vyrobeného grafén-hBN zařízení a měřena pohyblivost nosičů náboje grafénového tranzistoru řízeného polem.After the experimental discovery of graphene at the beginning of the 21st century, many other interesting 2D materials have been discovered. However, the electrical and optical properties of these layers are greatly influenced by the composition and quality of the surrounding materials. In order to preserve the exceptional properties of thin films, attention has gradually been drawn to heterostructures from 2D composite materials. This thesis describes the preparation and characterization of heterostructures composed of graphene and hexagonal boron nitride. In addition, a specific focus will be placed on optimizing the production process of heterostructures by the dry thin film transfer process, prepared by micromechanical exfoliation. Characterization and quality of prepared layers are controlled by Raman spectroscopy, while morphology is examined by atomic force microscope (AFM). Furthermore, the electrical properties of the graphene-hBN device are discussed and the charge carrier of the graphene field-effect transistor is measured.