Graphen

Wir entwickeln neue Ansätze zur Gewinnung von hochwertigem Graphen, das epitaktisch auf Siliziumkarbid, einem Halbleiter mit breiter Bandlücke, gewachsen ist. Insbesondere versuchen wir, Proben in Wafergröße mit unkonventionellen Verdrehungswinkeln zu realisieren.

Graphen ist das erste zweidimensionale Material, das mechanisch als Schicht von einatomiger Dicke isoliert wurde. Es weist sehr attraktive elektronische und mechanische Eigenschaften auf [1]. Sein Fingerabdruck ist der so genannte Dirac-Kegel, der in winkelaufgelöster Photoemission sichtbar wird. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die elektronische Entkopplung der Graphenblätter von ihrem Träger, häufig einem Metallsubstrat. Für die Herstellung von Bauelementen ist es jedoch notwendig, Graphen epitaktisch auf nicht-metallischen Substraten zu wachsen. SiC ist ein attraktives Substrat, denn es ist ein Halbleiter mit breiter Bandlücke. Wir haben die Kopplung von Graphen an verschiedene modifizierte SiC-Substrate [2, 3], sowie die n- und p-Dotierung [4, 5, 6, 7, 8] untersucht. Die elektronische Entkopplung kann durch eine Unterdrückung des elektronischen Ladungstransfers durch die Grenzfläche oder durch eine genaue Bestimmung des Abstands zwischen der Graphenschicht und dem Substrat nachgewiesen werden, der wiederum mit NIXSW. gemessen werden kann. Kürzlich ist es uns gelungen, die Orientierung von Graphen während der Epitaxie auf selbstbegrenzende Weise zu verändern [9]. Dies ist die Grundlage dafür, verdrilltes zweischichtiges Graphen in bestimmten Winkeln epitaktisch wachsen zu lassen, ein Einstieg in die Twistronik.