Роль приповерхностной области объема подложки в двумерном фазовом переходе, приводящем к росту однослойного графена: система Pt-C
Е. В. Рутьков, Н. Р. Галль
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, 194021 С.-Петербург, Роcсия
Abstract
Предложен и экспериментально проверен новый подход к росту и разрушению графена за
счет двумерного фазового перехода 1-го рода типа конденсации на металлах,
растворяющих углерод. Показано, что этот процесс невозможно корректно описать,
учитывая только собственно поверхностные фазы: графен и хемосорбированный углерод,
как это было предложено ранее для иридия - единственного металла, не растворяющего
атомы С в объеме. Однако описание становится корректным, если учитывать как атомы
углерода на поверхности, так и атомы С, растворенные в объеме металла и находящиеся с
поверхностным углеродом в состоянии равновесия. На примере системы "графен-Pt
(111)" показана тесная взаимозависимость критической концентрации углерода на
поверхности Ns cr и в объеме Nb cr при фазовом переходе с образованием островков
графена. Впервые определены зависимости Ns cr и Nb cr в широкой области температур;
например, при T= 1770 K Ns cr = 3.0•1013 см-2, а
Nb cr = 3.5•1019 см-3.