Raman spectroscopy of nanopatterned graphene

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Series of the University of Regensburg:	Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg
Volume:	40
Date:	16 September 2014
Referee:	Prof. Dr. Christian Schüller
Date of exam:	3 June 2014
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Lupton > Group Christian Schüller
Keywords:	Raman, graphene, antidot, micro-Raman, scanning Raman, zigzag edges, doping, nanopatterning
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	30638

Abstract (English)

This work concentrates on scanning micro-Raman studies of nanopatterned singlelayer graphene. Graphene as a material is ideally suited to both electronics and spintronics, however, for both applications nanopatterning is necessary. For graphene spintronics, pure zigzag edges are additionally required. It is therefore necessary to study the influence of nanopatterning and to verify attemps at ...

Abstract (English)

This work concentrates on scanning micro-Raman studies of nanopatterned singlelayer graphene. Graphene as a material is ideally suited to both electronics and spintronics, however, for both applications nanopatterning is necessary. For graphene spintronics, pure zigzag edges are additionally required. It is therefore necessary to study the influence of nanopatterning and to verify attemps at creating pure zigzag edges.
To adress the first issue, the work at hand comprises a Raman study of a series of samples of singlelayer graphene patterned with square antidot lattices. We have found this nanopatterned graphene to be p-type doped with the doping concentration tentatively depending on the number of antidots per square unit.
An attempt at creating pure zigzag edges has been made via an anisotropic etching process applied to sqare antidot lattices on singlelayer graphene. This thesis shows a step-by-step Raman evalutaion of the etching process and verifies via inter-valley scattering that it indeed results in predominantly zizag edges.

Translation of the abstract (German)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vornehmlich mit Mikro-Raman Scans von nanostrukturiertem Graphen. Das Material Graphen eignet sich hervorragend sowohl für Anwendungen in der Elektronik als auch der Spintronik, allerdings ist für beide Fälle Nanostrukturierung nötig. Für die Spintronik sind außerdem reine Zickzack-Ränder vorteilhaft. Daher ist es immens wichtig, den Einfluß von ...

Translation of the abstract (German)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vornehmlich mit Mikro-Raman Scans von nanostrukturiertem Graphen. Das Material Graphen eignet sich hervorragend sowohl für Anwendungen in der Elektronik als auch der Spintronik, allerdings ist für beide Fälle Nanostrukturierung nötig. Für die Spintronik sind außerdem reine Zickzack-Ränder vorteilhaft. Daher ist es immens wichtig, den Einfluß von Nanostrukturierung zu untersuchen und Versuche, reine Zickzack-Ränder zu erschaffen, zu evaluieren.
Um den ersten Punkt zu untersuchen, stellt diese Arbeit stellt eine Ramanstudie einer Probenserie aus einlagigem Graphen vor, das mit quadratischen Antidotgittern versehen wurde. Es stellte sich heraus, dass diese Proben p-dotiert waren und die Ladungsträgerdichte mit der Anzahl an Antidots pro Fläche zusammenhängen könnte.
Im zweiten Teil wird ein Versuch, reine Zickzack-Ränder durch einen anisotropen Ätzprozess, angewendet auf einlagiges Graphen vesehen mit quadratischen Antidotgittern, vorgestellt. Diese Arbeit begleitet den Versuch Schritt für Schritt mit Raman Scans und überprüft anhand von Intervalley-Streuung, dass der Ätzprozess in der Tat in vornehmlich Zickzack Chiralität resultiert.

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