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Growth and characterization of Graphene

Estratto della Tesi di Adolfo De Sanctis

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1 G R A P H E N E Graphene is made of a single plane of carbon atoms arranged in an honeycomb two-dimensional (2D) lattice, and it is the building-block for the construction of the other graphitic materials with different dimensionality. It can be wrapped up into 0D fullerenes (but we need some pentagons to close a sphere of hexagons), rolled into 1D nan- otubes or stacked into 3D graphite (see figure 1.1). More than seventy years ago Landau and Peierls postulated the thermodynamical insta- bility of two-dimensional crystals, due to the divergent contribution of lattice vibrations. A three-dimensional base is necessary to let these structures be stable. This has been the path followed by Geim and Novoselov who, in2004, isolated and spotted Graphene upon a silicon oxide substrate (Novoselov et al. [1]). We will now discuss some of the properties of Graphene. 1.1 brief history The word “Graphene” has been used for the first time in1987 (Mouras et al. [2]) to describe a mono-atomic layer of graphite as one of the constituents of GICs (graphite intercalation compounds). Graphite is an abundant material on Earth and it is known as mineral since500 years. The word Graphene has been also used in the description of carbon nanotubes (CNT), of thin films of epitaxial graphite. Single graphite’s layers have been growth epitaxially upon differ- ent substrates since 1970 (Oshima and Nagashima [3]). “Epitaxial Graphene” is made of an hexagonal lattice one atom thick of sp 2 - hybridized carbon atoms, but the strong interaction between the sub- strate and the epitaxial Graphene hides the properties of Graphene. Attempts to exfoliate mechanically a single layer of graphite began in1990, but it wasn’t possible to find films thinner than50-100 layers until2004, when Geim and Novoselov from the Manchester Univer- sity succeeded in isolating one mono-atomic layer of graphite [1] on top of a silicon oxide substrate. The two researchers succeeded in doing so employing the so called “micro-mechanical cleavage” or, as better known, “tape method”. Silicon oxide insulates electrically the Graphene, weakly interacting with it, leaving its electrical properties unchanged. Theoretical studies on Graphene started in1947 by Philip R. Wallace in order to understand the electrical properties of graphite. 1
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Growth and characterization of Graphene

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Informazioni tesi

  Autore: Adolfo De Sanctis
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2012-13
  Università: Università degli Studi dell'Aquila
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Maurizio Passacantando
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 84

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carbon
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