Raman Spectroscopy of Graphene
- 주제(키워드) Graphene , Raman Spectroscopy , 그래핀 , 라만분광학
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 정현식
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2012. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000047301
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작원 보호를 받습니다.
초록/요약
그래핀은 탄소원자로 이루어진 이차원 물질이다. 2004년 맨체스터 대학교의 Geim 교수 연구진에 의해 완벽한 이차원 구조의 그래핀을 실제로 구현하는 기술이 세계최초로 개발되면서 그래핀에 대한 연구가 활발해졌다. 이후 많은 연구의 결과로 그래핀의 전기적, 기계적, 광학적 특성 등 그 우수성이 밝혀지면서 그래핀을 활용한 산업적 응용까지 전망되고 있다. 원자 한 층 두께인 그래핀의 특성을 연구하기 위해서는 최첨단의 다양한 기술들이 사용된다. 그래핀 연구에 있어서 라만분광법은 가장 중요한 연구방법 중 하나로 손꼽힌다. 라만분광법은 물질에서 원자의 진동에너지에 해당하는 포논에너지를 측정할 수 있는 실험방법으로, 그래핀에서의 빛과 전자의 상호작용과 전자와 포논의 상호작용으로 일어나는 다양한 물리적 현상을 연구할 수 있다. 뿐만 아니라, 빛을 이용하기 때문에 높은 분해능을 가지고 있으며 비파괴적이고 비교적 간편하게 물질의 특성을 연구할 수 있다. 본 논문에서는 라만분광법(Raman spectroscopy)을 이용하여 그래핀의 다양한 물리적 특성을 연구하였다. 라만분광법을 이용하여 그래핀 층의 수를 구분하는 방법, 그래핀과 기판 사이의 유전체 층의 두께에 따른 라만분광신호의 변화, 빛의 편광에 따른 그래핀의 라만분광 신호의 변화, 그래핀에 가해지는 장력에 의한 물성 변화, 그래핀의 열팽창계수에 관해 연구하였다.
more초록/요약
Graphene is a two-dimensional hexagonal crystal of carbon atoms with sp2 bonds. It is the basic building block of all graphitic materials such as graphite, carbon nanotubes, and fullerenes. In 2004, Geim group, at the University of Manchester in England, succeeded to isolate atomic single layer graphene on a substrate by using the "Scotch Tape method." After the first successful isolation of graphene, research of graphene increased dramatically and its various unique properties were uncovered. Using graphene in various industrial applications is being anticipated because of its novel electrical, mechanical, and optical properties. Various experimental tools are used to investigate the properties of graphene which has only a single-atomic thickness. Among these experimental probes, Raman spectroscopy is one of the most versatile tools in investigating the electronic and structural properties of graphene. One can study various physical properties of graphene through electron-photon and electron-phonon interactions by using Raman spectroscopy, which measure the vibrational energy (phonon) of materials. Moreover, Raman spectroscopy is nondestructive because it uses visible light. This thesis compiles studies of the physical properties of graphene by using Raman spectroscopy. In this thesis, identification of the number of graphene layers, interference effect in graphene/SiO2/Si structure, polarization dependence of the Raman spectrum of single layer graphene, the strain effect of graphene, and the thermal expansion coefficient of graphene are presented.
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