Crescimento de monocamada de grafeno sobre o ródio(111)
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Graphene monolayer growth on rhodium(111)
Primeiro orientador
Membros da banca
Vagner Eustaquio de Carvalho
Luis Eugenio Fernandez Outon
Carlos Basílio Pinheiro
Luis Eugenio Fernandez Outon
Carlos Basílio Pinheiro
Resumo
Esta dissertação apresenta as etapas de preparação, caracterização e análise da interface
grafeno/Rh(111), empregando as técnicas XPS, LEED, STM e ARPES. O trabalho foi
realizado no sistema UHV da SPECS no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. O substrato
de Rh(111) foi preparado com ciclos de sputtering e annealing, seguido pelo crescimento do
grafeno, utilizando propeno sob condições controladas de temperatura e pressão. A qualidade
da interface foi verificada pelas técnicas mencionadas.
Os resultados de XPS mostraram dois picos no espectro do C 1s, indicando dois ambientes
químicos distintos para os átomos de carbono, associados a diferentes interações com o
substrato. Medidas LEED revelaram uma estrutura Moiré com periodicidade de 3,3 nm,
corroborada por imagens STM de alta resolução, que evidenciaram variações estruturais na
interface. As medidas em ARPES confirmou a presença do cone de Dirac próximo ao ponto
K’ da zona de Brillouin, mostrando que o grafeno estava dopado. A velocidade de Fermi foi
determinada a partir dos gráficos de dispersão linear do cone de Dirac.
Os resultados demonstram que o grafeno cresce em uma estrutura tipo Moiré sobre o Rh(111),
com interação química diferenciada entre o grafeno e o substrato. Este estudo contribui para
a compreensão das propriedades eletrônicas e estruturais dessa interface.
Abstract
This dissertation presents the stages of preparation, characterization, and analysis of the
graphene/Rh(111) interface, employing the techniques XPS, LEED, STM, and ARPES. The
work was carried out in the SPECS UHV system at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory
(LNLS). The Rh(111) substrate was prepared through cycles of sputtering and annealing,
followed by the growth of graphene using propene under controlled temperature and pressure
conditions. The quality of the interface was verified using the aforementioned techniques.
XPS results showed two peaks in the C 1s spectrum, indicating two distinct chemical en-
vironments for the carbon atoms, associated with different interactions with the substrate.
LEED measurements revealed a Moiré structure with a periodicity of 3.3 nm, corroborated by
high-resolution STM images, which evidenced structural variations at the interface. ARPES
measurements confirmed the presence of the Dirac cone near the K’ point of the Brillouin
zone, indicating that the graphene was doped. The Fermi velocity was determined from the
linear dispersion plots of the Dirac cone.
The results demonstrate that graphene grows in a Moiré-type structure on Rh(111), with
differentiated chemical interaction between the graphene and the substrate. This study
contributes to the understanding of the electronic and structural properties of this interface.
Assunto
Grafeno, Difração de elétrons, Fotoemissão
Palavras-chave
Grafeno/Rh(111), Difração de elétrons, Fotoemissão