Druck kann sich erheblich auf Graphen auswirken, insbesondere durch Veränderungen in seinen Raman-Spektren.
5 Schlüsselerkenntnisse über die Wirkung von Druck auf Graphen
1. Änderungen des Raman-Spektrums
Die G- und 2D-Banden in den Raman-Spektren von Graphen hängen von der Anzahl der Schichten ab.
Bei einlagigem Graphen ist die 2D-Bande in der Regel intensiver als die G-Bande.
Mit zunehmender Anzahl der Schichten nimmt die Intensität der G-Bande zu, während die 2D-Bande abnimmt.
Diese Veränderung ist auf Resonanzprozesse und dispersive Tendenzen zurückzuführen, die von der Position der Raman-Bande bei der Laseranregung abhängen.
Bei Graphen mit mehr als zwei Schichten verschiebt sich der 2D-Peak zu einer höheren Wellenzahl und die Halbwertsbreite (FWHM) wird breiter.
Diese Verbreiterung ist ein Indikator für die Schichtdicke der Graphenprobe.
2. Auswirkung von Defekten
Graphen enthält verschiedene strukturelle Defekte wie Leerstellen, Falten, funktionelle Gruppen und Verunreinigungen.
Diese Defekte können durch die Wachstumsbedingungen und das Substrat beeinflusst werden.
Defekte können die Eigenschaften und Anwendungen von Graphen beeinflussen.
So kann epitaktisch gewachsenes Graphen auf Cu(111)-Oberflächen mehr Eigenspannungen und weniger Falten oder Fältchen aufweisen.
Die Kontrolle der Defekte in Graphen ist entscheidend für die Herstellung hochwertiger Schichten.
Das Verständnis der Defektbildung und -kontrolle befindet sich noch in der Entwicklung, ist aber für die Optimierung der Synthese von Graphen mit einer einheitlichen Anzahl von Schichten und einer kontrollierten Stapelreihenfolge unerlässlich.
3. Auswirkungen auf Synthese und Charakterisierung
Die Synthese von mehrlagigem Graphen mit einer gleichmäßigen Anzahl von Schichten und einer kontrollierten Stapelanordnung oder einem Torsionswinkel ist eine Herausforderung.
Es werden Techniken wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) eingesetzt, aber die Mechanismen und die Reproduzierbarkeit der Herstellung von hochwertigem Graphen sind noch nicht vollständig bekannt.
Techniken wie Raman-Spektroskopie, Röntgenspektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) werden zur Untersuchung und Charakterisierung von Graphenproben eingesetzt.
Diese Methoden helfen dabei, die Auswirkungen von Druck und anderen Synthesebedingungen auf die Eigenschaften von Graphen zu verstehen.
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