Структурні, електричні і оптичні властивості плівок графіту нарисованих олівцями різної твердості

Анотація

В роботі представлено результати дослідження структурних, оптичних та електричних властивостей тонких плівок графіту в залежності від твердості стержнів (2H, H, HB, B та 2В) отриманих методом “Олівець-на-напівпровіднику”. Такі дослідження мають велике значення для подальшої розробки високоефективних приладів на основі гетеропереходів для електроніки і оптоелектроніки. За допомогою скануючого електронного мікроскопа було одержано типові зображення поверхні утворені відбитими електронами (BSE) і показано при трьох збільшеннях (100х, 500х і 1000х). Оскільки стержні досліджуваних олівців складаються з сумішей глини та графіту було проведено більш детальний аналіз елементів з яких складаються стержні. EDS аналіз показав, що основними складниками досліджуваних стержнів є очищений графітовий порошок, а також O, Al і Si що входять до складу каоліну формула якого H₄Al₂Si₂O₉, або Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O - головна складова частина звичайної глини. Також було визначено елементний склад мікрооб'єму досліджуваних зразків. Не зважаючи на похибку, яка виникає при визначенні складу C і O (~ 12%) можна стверджувати, що все ж таки зберігається закономірність між вмістом графіту і твердістю олівця. Тобто чим більший вміст графіту — тим м'якший стержень. Вимірювання товщини плівок графіту проведено з використанням інтерферометра МИИ-4 за стандартною методикою. Середня товщина всіх досліджуваних плівок становила ~ 150 нм, оскільки товщина плівок отриманих таким методом в основному визначається шороховатістю поверхні соляної підкладки. Нарисовані плівки графіту володіють вищим питомим опором ніж об’ємні зразки (стержні олівців) з яких вони були виготовлені. Опір плівок зростає при зростанні твердості олівців, що обумовлено зростанням кількості домішки глини в графіті, яка є діелектриком. Встановлено, що зростання твердості олівця призводить до зростання пропускання.