graphene, nanostructures, scanning tunneling microscopy, nanofabrication, transport measurements
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)
70 %
Ortelius classification: Solid state physics
Material Science and Technology (physics) (Council of Physical Sciences)
30 %
Ortelius classification: Large scale hydropower plants
Panel
Physics
Department or equivalent
MTA Research Institute for Technical Physics and Materials Science
Starting date
2010-10-01
Closing date
2013-09-30
Funding (in million HUF)
7.660
FTE (full time equivalent)
2.39
state
closed project
Summary in Hungarian
A grafén nanoszerkezetek előállításának különös jelentőségét az adja, hogy a grafén alapvető elektromos és mágneses tulajdonságait kontrollálhatjuk, amennyiben jól meghatározott méretű és élekkel rendelkező nanoszerkezeteket hozunk létre belőle. Elméleti számítások segítségével már számos érdekes és újszerű jelenséget jósoltak meg grafén nanoszerkezetekben, azonban ezek kísérleti ellenőrzésére alig akad példa. Ennek legfőbb oka, hogy a grafén nanoszerkezetek tulajdonságai kritkus módon függenek méreteiktől (nanométeres skálán) és az éleik kristálytani irányától. A jelenleg elterjedt nanomegmunkálási módszerek nem képesek ezt a pontosságot elérni, ezért nem lehet az elméleti modellhez hasonló, jól meghatározott szerkezetű és elű, grafén nanostruktúrákat létrehzoni a megjósolt jelenségek vizsgálatára. Az itt javasolt kutatás keretében, adaptálnánk az általunk korábban kifejlesztett STM litográfián alapuló nanomegmunkálási módszert, amely lehetővé tenné atomi skálán is jól definiált mérettel és élekkel rendlekező grafén nanoszerkezetek előállítását szigetelő hordozón, amelyek így hozzáférhetővé válnak a transzport mérések számára, lehetővé téve elektromos tulajdonságaik vizsgálatát. A pásztázó alagútmikroszkóp által biztosított nanométeres pontosságú megmunkálás, illetve a létrehozott nanoszerkezetek atomi felbontású leképezése , az elektromos transzport mérésekkel kombinálva, lehetővé teszi az atomi szerkezet és az elektromos tulajdonságok közötti összefüggések módszeres feltérképezését grafénban, azaz a grafén nanoszerkezetek fizikájának alaposabb feltárását, valamint, jő esélyel. újszerű, (kvantumos) jelenségek és tulajdonságok megifgyelését grafén nanoszerkezetekben.
Summary
The importance of fabricating graphene nanostructures is given by the fact that fundamental properties of graphene can be controlled by designing its size and shape at the nanometer scale. A series of novel and exciting phenomena have been theoretically predicted for graphene nanostructures, but almost none of them have been experimentally verified so far. The main difficulty is that controlling the electronic and magnetic properties of graphene nanostructures requires the control of their size at the nanometer scale and the ability to fabricate crystallographically well oriented edges. The conventional nanofabrication methods cannot achieve these requirements. Within this project, we propose to develop an adopted and improved version of the STM lithography method developed by us recently, which will allow the fabrication of graphene nanostructures with controlled size and edge types, lying on an insulating substrate, therefore accessible for subsequent transport measurements for electronic characterization. The combination of atomic resolution STM imaging and nanofabrication facility with transport measurements will allow us to systematically map the atomic structure – electronic properties relationship of graphene, therefore to explore the rich physics of graphene nanostructures, which most probably will also make possible the observation of novel phenomena and properties.
