Project

Title
Badanie struktury elektronowej dichalkogenków metali przejściowych z uwzględnieniem fal gęstości ładunku na przykładzie 1T-TaS2 i jego heterostruktur z grafenem
Period
October 1 2019 - October 1 2020
Grant
NCN Etiuda 7
Leader
University of Lodz (UL) - mgr. Iaroslav Lutsyk
Objectives
Celem projektu jest zbadanie zmian fal gęstości ładunku (z ang. charge density waves – CDWs) w skali nanometrowej w układzie dichalkogenków metali przejściowych (z ang. transition metal dichalcogenides – TMDCs) na skutek zmiany grubości warstw, oraz w wyniku oddziaływania z warstwą grafenową. Do badań wykorzystany zostanie kryształ 1T-TaS2 charakteryzujący się przejściem metal-izolator, co pozwoli na bardziej generalny opis dla dichalkogenków metalicznych i półprzewodnikowych z wykorzystaniem jednego układu eksperymentalnego. Zbadane zostaną własności zarówno jedno-, dwu- i kilkuwarstwowych płatków pozyskanych w procesie mechanicznej eksfoliacji w układzie z podłożem metalicznym i grafenowym, jak i układu 1T-TaS2 pokrytego warstwą grafenu. Z uwagi na powyższe sformułowano następujące hipotezy badawcze:
  • oddziaływanie z otoczeniem/podłożem ma wpływ na własności elektronowe TMDCs poprzez modyfikację CDWs, w szczególności efekt ten zależny jest od ilości warstw materiału i rodzaju podłoża.
  • pomimo, że pomiary makroskopowe wykazują, że w cienkich warstwach 1T-TaS2 nie zachodzą przejścia fazowe, to CDWs nadal w nich występują w postaci domen, których rozmiary i struktura zależne są od ilości warstw i mogą być obserwowane w skali nanometrowej.
  • przyczyną obserwowanego zanikania przejść fazowych w cienkich warstwach 1T-TaS2 może być nie tylko efekt zmniejszenia grubości, ale również efekt utleniania/degradacji warstw.
  • następuje znacząca modyfikacja CDWs w wyniku ekspozycji próbki na warunki atmosferyczne na skutek procesu utleniania, dodatkowo tempo tego procesu zależne jest od ilości warstw oraz od rodzaju oddziaływania z podłożem.
  • grafen zmienia strukturę CDWs w znajdującym się pod spodem (w układzie heterostrukturalnym) krysztale 1T-TaS2.
  • możliwe są zmiany CDWs w wyniku wpływu samych badań eksperymentalnych, np. skaningowej mikroskopii tunelowej (z ang. scanning tunneling microscopy – STM) lub wiązki lasera w spektroskopii Ramana, możliwe jest oszacowanie wpływu technik eksperymentalnych na CDWs w zależności od parametrów eksperymentu i od ilości warstw 1T-TaS2.