The study of the heating and doping effects in graphene by laser using micro-Raman spectroscopy
초록/요약
Graphene has a 2 dimensional hexagonal structure of carbon atoms. Raman spectroscopy has been a useful tool to identify the number of graphene layers. Moreover, the thermal conductivity of graphene, the influence of the substrate and the doping effect have been investigated using Raman spectroscopy. Although Raman spectroscopy is widely used as a standard characterization tool, the excitation laser power varies for each experiment. Hence, we studied the power dependence of the Raman spectrum of single-layer graphene. The graphene sample was isolated from graphite flakes using micromechanical cleavage with adhesive tape. The 514.5 nm (2.41 eV) line of an Ar ion laser was used as the excitation source with a variable power from 0.2 to 20 mW. The Raman G band, corresponding to the Raman active E2g mode, was observed at ~1580 cm−1, and the 2D band due to double resonance Raman scattering was observed at ~2680 cm−1. The frequency and the full-width-at-half-maximum (FWHM) of the G and 2D modes vary as functions of the excitation laser power. The excitation laser power dependences of the G and 2D mode are studied in detail and compared with a simple model. Also, the power dependence of the Raman spectrum of a suspended single-layer graphene was studied.
more초록/요약
그래핀은 탄소원자로 이루어진차원 벌집구조이다. 라만분광법은 그래핀의 층수를 알아낼 수 있는 매우 유용한 방법이다. 뿐만 아니라 그래핀의 열전도도, 기판이 미치는 영향, 도핑효과 등을 라만분광법으로 연구하고 있다. 라만분광법이 표준적인 물질의 성질을 연구하는 데 광범위하게 사용되고 있음에도 불구하고, 각 실험에서 사용되는 입사 레이저의 세기가 다르다. 본 연구에서는 그래핀에서 입사빔의 세기에 의존성에 대하여 연구하였다. 그래핀 시료는 흑연으로부터 스카치 테이프를 이용하여 제작하였다. 입사빔은 514.5 nm 파장을 갖는 아르곤 이온 레이저를 사용하였으며, 임사빔의 세기는 0.2 mW 에서 20 mW까지 변화를 주었다. 라만 G 밴드는E2g 모드에 해당하며 1580 cm-1에서 측정되고, 라만 2D 밴드는 이중공명하는 라만산란에 의한 것이며, 2680 cm-1에서 측정된다. G와 2D 밴드의 진동수와 폭은 입사빔의 세기에 따라 달라진다. G 밴드와 2D 밴드의 입사빔 세기에 대한 의존성에 대하여 구체적으로 연구하였으며, 간단한 모델을 세워 실험 결과와 비교 분석하였다. 또한, 기판으로부터 떠 있는 그래핀 샘플에 대하여 입사빔에 대한 의존성도 연구하였다.
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