Propiedades Estructurales y Electrónicas del Grafeno sobre SIC(0001) estudiadas por Microscopía Combinada STM/AFM - Morán Meza, José Antonio (2015)
Propiedades estructurales y electrónicas del grafeno sobre SiC(0001) estudiadas por microscopía combinada STM/AFM. El grafeno, una hoja elemental del grafito, es un material muy estudiado por la comunidad científica debido a que presenta propiedades físicas nuevas y únicas. Aparece como un material muy prometedor para aplicaciones tecnológicas. Se presenta un estudio de las propiedades estructurales y electrónicas del grafeno epitaxial sobre 6H-SiC(0001) por medio de un microscopio combinado STM/AFM, basado en un diapasón de cuarzo con una punta conductora de Pt/Ir o de fibra de carbono. Las puntas fabricadas por ataque electroquímico presentan un radio de curvatura de algunos nanómetros y fueron caracterizadas por SEM, TEM y emisión electrónica de efecto campo. Primero se focalizó en las propiedades de una muestra que presenta terrazas parcialmente recubiertas de grafeno. En este caso, la imagen STM no proporciona la topografía de la superficie, la cual es dada por la topografía AFM operando en modo repulsivo. Las diferentes propiedades electrónicas de cada terraza se constataron por mediciones espectroscópicas d/dV vs V. Luego, el estudio por FM-AFM, a alta resolución, sobre una terraza lisa permitió revelar la estructura ondulada y periódica de la reconstrucción (6√3×6√3)R30° del 6H-SiC(0001) recubierta de grafeno. Se muestra que los máximos de la superficie de iso-densidad de estados electrónicos en el nivel de Fermi, observados en la imagen STM, no se superponen con las zonas asociadas a los máximos de la superficie de iso-densidad de estados totales (Topografía AFM). Éstos aparecen separados por ~1 nm a lo largo de la dirección [11] de la cuasi-malla (6×6) de la reconstrucción (6√3×6√3)R30°. Como la amplitud de la corrugación superficial aumenta con el gradiente de fuerza aplicado, se muestra que la superficie de grafeno se deforma por la punta AFM. Esta deformación, que modifica el acoplamiento electrónico entre el grafeno y la capa tampón, influye fuertemente en el contraste de las imágenes STM/AFM. Las consecuencias de esta deformación sobre las imágenes STM, que muestran la red de grafeno, son también discutidas.