Lokálisan hangolható hBN/grafén szendvics szerkezetek készítése és vizsgálata

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
MSc diplomamunka téma - nanotechnológia és anyagtudomány
Félév: 
2016/17/2.
Témavezető: 
Név: 
Csonka Szabolcs
Email cím: 
csonka@mono.eik.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
BME FIzika Tanszék
Beosztás: 
docens
Hallgató: 
Név: 
Kedves Máté
Képzés: 
Fizika BSc - alkalmazott fizika
Elvárások: 

Alapos szilárdtestfizikai és kvantummechanikai előismeretek, jó angol nyelvtudás, motiváció kísérleti munkára.

Leírás: 

Kétdimenziós kristályok családja napjaink nanofizikájának egyik legaktívabban kutatott területe. Mára a grafénen kívül számos anyagból lehet néhány atomsor vastag rétegeket létrehozni, ezek között vannak vezető, szigetelő vagy akár szupravezető anyagok is. Ezen kétdimenziós kristályokból felépített heterostruktúrák új távlatokat nyitnak nanoelektronikai alkalmazások létrehozására.
Grafénnel egyező hatszögrácsú kristályszerkezettel bíró, B és N atomokat felváltva tartalmazó hBN szigetelő tulajdonsága miatt fontos eleme a 2D kristályok családjának.  Ha grafén rétegek hBN szigetelő rétegek közé építünk, akkor a grafén réteg mobilitása jelentősen növelhető. A hBN réteg egyfelől megakadályozza, hogy szennyezők kötődjenek a grafén felületére másrészt 10-15nm vastagságban a hordozót is távol tartja a vezető szén rétegtől, így az abban található töltött szennyezőkön történő szóródást is enyhíti. Van der Waals kölcsönhatás következtében a hBN és a grafén rétegek erősen vonzák egymást, így a két felület közül a szennyezőket is hatékonyan ki tudják szorítani.

A szakdolgozat célja, hogy hBN-be szendvicselt grafén heterostruktúrákat hozzunk létre, amikre kapu elektródákat építve az elektromos potenciált lehet lokálisan hangolni a grafén síkban. A munka kiterjed a szendvics szerkezetek készítésének optimalizációjára a jobb mobilitás elérése érdekében (pl. kontrollált kristály összeillesztési folyamat, side kontaktusok javítása). Kapu elektródák segítségével  pont kontaktusok és kvantum pöttyök létrehozását célozzuk meg, ahol nagy mágneses térben a Landau-szintek közötti tiltott sáv adja a szigetelő tartományt.  Az áramköröket alacsony hőmérsékleti transzport mérésekben fogjuk karakterizálni.