Controlled Synthesis and Scanning Tunneling Microscopy Study of Graphene and Graphene-Based Heterostructures

این پایان نامه بر مهندسی نوار انرژی گرافن تمرکز دارد. این یافته‌های پیشگامی را در مورد رشد کنترل‌شده گرافن و ناهم‌ساختارهای مبتنی بر گرافن و همچنین مطالعات میکروسکوپ تونل روبشی/طیف‌سنجی تونل زنی روبشی (STM/STS) بر روی ساختارهای الکترونیکی آن‌ها ارائه می‌کند. این پایان نامه در درجه اول به بررسی دو دسته از سیستم های مبتنی بر گرافن می پردازد: (1) گرافن دولایه پیچ خورده، که بر روی بسترهای Rh سنتز شده و تکینگی های وان هوو را در نزدیکی سطح فرمی نشان می دهد، و (ii) ساختارهای ناهمگون h-BN-G درون صفحه، که به طور قابل کنترل در یک محفظه خلاء فوق العاده بالا سنتز شده و خواص الکترونیکی جالبی را در رابط نشان می دهد. به طور خلاصه، این پایان نامه بینش های آشکاری را در مورد مهندسی باند انرژی نانومواد مبتنی بر گرافن ارائه می دهد، که کاربردهای آتی گرافن را تا حد زیادی تسهیل می کند.

This thesis focuses on the energy band engineering of graphene. It presents pioneering findings on the controlled growth of graphene and graphene-based heterostructures, as well as scanning tunneling microscopy/scanning tunneling spectroscopy (STM/STS) studies on their electronic structures. The thesis primarily investigates two classes of graphene-based systems: (i) twisted bilayer graphene, which was synthesized on Rh substrates and manifests van Hove singularities near Fermi Level, and (ii) in-plane h-BN-G heterostructures, which were controllably synthesized in an ultrahigh vacuum chamber and demonstrate intriguing electronic properties on the interface. In short, the thesis offers revealing insights into the energy band engineering of graphene-based nanomaterials, which will greatly facilitate future graphene applications.