Получение графена методом диссоциативного испарения (сублимации) поверхности SiC и исследование свойств структур графен/ SiC

Цель работы заключалась в разработке технологии получения пленок графена с использованием метода диссоциативного испарения (сублимации) поверхности SiC и исследование возможности приборных применений полученных структур. В ходе работы разработана конструкция и произведена сборка технологической установки роста графена методом сублимации поверхности SiC. Разработана технология высокотемпературного предростового отжига подложек SiC позволяющая изменять морфологию полированной поверхности подложки с образованием регулярных атомно-гладких террас. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния температуры нагрева подложки, времени нагрева, скорости нагрева, а также давления инертного газа в зоне роста на однородность и структурное совершенство графена, выращиваемого методом сублимации поверхности SiC. Определены оптимальные условия роста и конкретные параметры подложки, позволяющие получать однородные монослойные пленки графена на поверхности SiC. Проведены исследования транспортных свойств графена в магнитных полях от 0 до 30 Тл в температурном диапазоне 4.2–300 К. В пленках графена, выращенном на SiC наблюдались характерные для графеновых структур квантовые эффекты и явления, такие как слабая локализация антилокализация, а также осцилляции Шубникова–де-Гааза (ШдГ). Изготовлены чувствительные сенсорные элементы (сенсоры) на основе структур графен/SiC. Продемонстрирована чувствительность графеновых сенсоров к концентрации газообразного NO2 5 ppb. Продемонстрирована чувствительность биосенсоров на основе структур графен/SiC к концентрациям флуоресцеина на уровне 0.001–0.01 нг/мл.