ESTUDO DO EFEITO DA TEMPERATURA EM VARIAS CAMADAS DE GRAFENO USANDO ESPECTROSCOPIA RAMAN

Resumo

ESTUDO DO EFEITO DA TEMPERATURA EM VARIAS CAMADAS DE GRAFENO USANDO ESPECTROSCOPIA RAMAN Gustavo Hardt1 O grafeno, desde seu descobrimento no ano 2004 (NOVOSELOV, 2004), está atraindo muito interesse pela comunidade cientifica devido a suas potenciais aplicações como material eletrônico da próxima geração (GEIM, 2009), assim como suas propriedades físicas únicas. Em particular, suas propriedades térmicas e mecânicas superiores a outros materiais (BALANDIN et al., 2008), incluindo alta condutividade térmica e resistência mecânica extremamente alta que excede os 12100 GPa, o tornam um material candidato ideal para controle de calor em dispositivos eletrônicos integrados de alta densidade e alta velocidade. Para tais aplicações, o conhecimento do efeito da temperatura no grafeno monocamada, bicamada e várias camadas é crucial. Por tanto, o objetivo deste trabalho é estudar o efeito da temperatura em várias camadas de grafeno (FLG) usando um dispositivo de temperatura e espectroscopia Raman. Para cumprir com este objetivo, um dispositivo de temperatura foi construído e acoplado ao microscópio Raman confocal. As amostras de FLG foram produzidas a partir do grafite natural (HOPG), usando o método de esfoliação micromecânica, e depositadas sobre o substrato de dióxido de sílicio (SiO2), previamente limpo. Posteriormente, as amostras foram submetidas a diferentes temperaturas desde a temperatura ambiente (25 oC) até 552 oC em diferentes intervalos de temperatura. A temperatura das amostras foi monitorada com uma câmara termográfica. Resultados deste trabalho mostraram um deslocamento da banda G de ~ 1577 cm-1 (25 oC) até 1566 cm-1 (552 oC), deslocamento da banda 2D de ~2704 cm-1 (25 oC) até 2679 (552 oC), em tanto que a banda G* deslocou de ~ 3246 cm-1 (25 oC) até 3233 cm-1 para 264 oC, para mais altas temperaturas esta banda foi extinta. É bem sabido que a dependência das bandas (curvas de dispersão de fônons) do grafeno e outros materiais carbonosos com a temperatura é uma consequência direta das contribuições anharmonicas ao potencial da rede cristalina. Isto produz um aumento do coeficiente de expansão térmica, tal como reportado por outros autores (YOON, et al., 2011). Estes resultados obtidos ajudariam a compreender as propriedades anarmônicas e termicas do grafeno. Palavras-chave: Grafeno. Espectroscopia Raman. Expansão térmica. Temperatura Referências BALANDIN, A. A.; GHOSH, S.; BAO, W.; CALIZO, Calizo, I.; TEWELDERBRHA D.; MIAO, F.; LAU, C. N. Superior Thermal Conductivity of Single-Layer Graphene. Nano Lett. v. 8 (3), p. 902907, 2008. GEIM, A. K. Graphene: Status and Prospects. Science, v. 324. p. 15301534, 2009. NOVOSELOV, A. K.; MOROZOV, S. V.; JIANG, D.; ZHANG, Y.; DUBONOS, S. V.; GRIGORIEVA, I. V.; FIRSOV, A. A. Science´, v. 306, p. 666 (2004). YOON, D.; SON, Y.-W.; CHEONG, H., Nano Lett. p. 11, P. 32273231, 2011.