Исследование воздействия плазмы метана на свойства оксида графена

Актуальность: Плазменная обработка является эффективным методом модификации свойств оксида графена, в свою очередь плазма метана является эффективным восстановителем оксида графена и позволяет залечивать дефекты кристаллической решётки оксида графена. В то же время воздействие плазмы метана на углеродные материалы ещё не полностью изучены.
Цель: Исследовать воздействие плазмы метана на свойства оксида графена
Задачи:
Освоить работу на экспериментальных установках и подготовить образцы для измерений.
Измерить сопротивление и спектры комбинационного рассеивания света
Провести обработку и анализ экспериментальных данных, подготовить отчёт о проделанной работе.

Методика эксперимента:
Экспериментальная установка «Этна»: установка используется для плазмохимического травления и очистки поверхности пластин полупроводников и диэлектриков. Мощность до 300Вт, поток газа до 100 См3, давление менее 1 мбар, ТК (200 С)
ASEC-03: система предназначена для исследования электрических и фотоэлектрических свойств и определения электрофизических параметров полупроводниковых и диэлектрических материалов.
Формула для расчета лоренцианов кривой пиков спектров КРС: y=y0 + (2*A/PI)*(w/(4*(x-xc)2 + w2))

D и G пики спектров КРС
Природа D пика связана со степенью структурного беспорядка вблизи края микросталлической структуры, который уменьшает симметричность структуры. G пик характеризует графен в плоскости колебательной моды sp2- данный параметр отображает степень кристаллизации материала

Зависимость сопротивления от времени
Эксперимент 1: изменение сопротивления ОГ от времени при н.у.

Исходный образец GO-1, ID/IG=2.70, d=35-45 nm.
Эксперимент 2: изменение отношения ID /IG в зависимости от времени обработки в плазме CH4

GO-2 Р=200Вт Т=3мин , ID/IG=2.58, d=4,15 nm.

GO-3 P=200Вт Т=3мин ID/IG=2.03

GO-1,GO-2,GO-3 после 12-ти минутной обработки в плазме
GO-1 GO-2 GO-3
Обнаружено появление широкой полосы фотолюминосценции. Это является подтверждением образования аморфной плёнки на оксиде графена

Сравнение соотношений ID/IG
После вакуумной отжига
ID/IG =1.30862E7/4.83811E6=2.70
ID/IG= 1.08984E7/4.13826E6=2.63
ID/IG= 2.82247E7/1.38749E7=2.03
После плазмохимической обработки, 12 мин
ID/IG=1,27
ID/IG=1,13
Не поддаётся измерению
GO-1
GO-2
GO-3

Заключение
Сопротивление ОГ в н.у. линейно увеличивается в зависимости от времени как для обработанных в плазме так и для не обработанных образцов;
Обработка ОГ с CH4 приводит к образованию к аморфной углеродной плёнки на поверхности образца;
С увеличением времени обработки появляется широкая полоса фотолюменосценции в УФ-области(от 2000 до 3500 см-1);