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Study on Intrinsic Strength of Single Layer Graphene by Raman Spectroscopy

초록/요약 도움말

본 연구에서는 단일층 그래핀에 strain이 가해졌을 때 나타나는 변화를 편광 라만 분광법으로 확인하였고, 이를 바탕으로 그래핀의 intrinsic strength에 대한 연구를 하였다. 단일층 그래핀에 strain이 가해지면 그 방향과 상관 없이 라만 G 밴드는 두 개의 peak으로 갈라지고 비슷한 비율로 redshift한다. 하지만 라만 2D 밴드는 strain이 걸린 방향에 따라 다르게 나타난다. Zigzag방향 또는 armchair 방향으로 strain이 가해지면 두 개의 Lorentzian peak으로 갈라지고 임의의 방향으로 strain이 가해지면 3개의 peak으로 갈라진다. 본 연구에서는 이 세 개의 peak을 실험적으로 확인하였다. 다음으로 단일층 그래핀이 이하의 낮은 strain에서 찢어지는 현상에 대해 연구하였다. Strain을 천천히 가해주었을 때 샘플과 기판 사이에 이물질이 있거나 샘플 모양으로 인해 생기는 국소적인 strain 때문에 그래핀이 찢어질 수 있음을 광학 현미경 이미지와 라만 스펙트럼을 통해 확인하였다. 이 뿐 아니라 라만 분광법으로 검출되지 않는 원인에 의해서 그래핀이 찢어지는 현상을 발견하였다. 그리고 더 나아가 낮은 strain에서 그래핀이 찢어지는 현상을 방지하게 위한 방법을 연구하였다.

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초록/요약 도움말

In this experiment, I checked Raman spectra of uniaxially strained single layer graphene using polarized micro Raman spectroscopy in order to study on the intrinsic strength of single layer graphene. Under uniaxial strain, if crystallographic orientation with respect to the strain axis is zigzag or armchair, both the Raman G and 2D bands split into two Lorentzian peaks. However, if the orientation is halfway between zigzag and armchair, the 2D band splits into three Lorentzian peaks since three possible paths between and ` points show different resonant conditions, whereas the G band splits into two Lorentzian peaks. Next, I found that single layer graphene could be torn under about strain. In some cases, graphene was torn because of local strain caused by impurities existing between graphene and substrate or the shape of graphene. On the other hand, graphene could be torn without local strain. Therefore, I studied the method to prevent graphene from being torn under small strain.

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