Theoretical Modeling of Epitaxial Graphene Growth on the Ir(111) Surface

ویرایش: 1 
نویسندگان: Holly Alexandra Tetlow (auth.)  
سری: Springer Theses 
ISBN (شابک) : 9783319659718, 9783319659725 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2017 
تعداد صفحات: 192 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 12 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 46,000



یک روش ممکن برای تولید گرافن با کیفیت بالا، رشد آن به صورت همپایه است. این پایان نامه مکانیسم های دخیل در انجام این کار را بررسی می کند. این توضیح می‌دهد که چگونه مراحل اولیه رشد در سطح Ir(111) با استفاده از معادلات سرعت و مونت کارلو جنبشی، بر اساس موانع انرژی واکنش محاسبه‌شده با نوار الاستیک نوج شده (NEB) مدل‌سازی می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که مکانیسم تجزیه شامل تولید مونومرهای C با شکستن پیوند C-C می‌شود.

به نوبه خود، این پایان‌نامه به بررسی هسته‌بندی خوشه‌های کربن روی سطح از مونومرهای C قبل از تشکیل گرافن می‌پردازد. خوشه های کمانی شکل کوچک حاوی چهار تا شش اتم C، که ممکن است در تشکیل گرافن کلیدی باشند، پیش بینی می شود که عمر طولانی بر روی سطح داشته باشند.

در پایان، بهبود عیوب تک جای خالی در سطح گرافن/Ir(111) مورد بررسی قرار می‌گیرد و تلاش برای بهبود عیوب مذکور با استفاده از مولکول‌های اتیلن با دینامیک مولکولی و موانع انرژی محاسبه‌شده NEB شبیه‌سازی شده است.

</ p>

One possible method of producing high-quality graphene is to grow it epitaxially; this thesis investigates the mechanisms involved in doing so. It describes how the initial stages of growth on the Ir(111) surface are modelled using both rate equations and kinetic Monte Carlo, based upon nudged elastic band (NEB) calculated reaction energy barriers. The results show that the decomposition mechanism involves production of C monomers by breaking the C-C bond.

In turn, the thesis explores the nucleation of carbon clusters on the surface from C monomers prior to graphene formation. Small arch-shaped clusters containing four to six C atoms, which may be key in graphene formation, are predicted to be long-lived on the surface.

In closing, the healing of single vacancy defects in the graphene/Ir(111) surface is investigated, and attempts to heal said defects using ethylene molecules is simulated with molecular dynamics and NEB calculated energy barriers.

Front Matter ....Pages i-xv
 Review of Epitaxial Graphene Growth  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 1-35
 Theoretical Modelling Methods  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 37-66
 Producing a Source of Carbon: Hydrocarbon Decomposition  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 67-85
 Hydrocarbon Decomposition: Kinetic Monte Carlo Algorithm  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 87-104
 Thermal Decomposition in Graphene Growth: Kinetic Monte Carlo Results  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 105-125
 Beginnings of Growth: Carbon Cluster Nucleation  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 127-141
 Removing Defects: Healing Single Vacancy Defects  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 143-160
 Final Remarks  (Holly Alexandra Tetlow)....Pages 161-166
Back Matter ....Pages 167-182