Schwingungseigenschaften von Graphen-Nanostrukturen: Raman-Spektroskopie und Dichtefunktionaltheorie

• Antragstellerin: Professorin Dr. Janina Maultzsch
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 173796036

Für Graphen-Nanostrukturen wie z.B. Nanoribbons sind faszinierende Eigenschaften vorhergesagt worden, die nicht nur durch die Größe und kristallographische Orientierung bestimmt sind, sondern auch durch die Konfiguration der Struktur am Rand. Trotz neuer Ansätze zur Herstellung von Nanoribbons gibt es weiterhin eine große Diskrepanz zwischen theoretischen Vorhersagen (hauptsächlich sehr schmale Nanoribbons mit geordneten Rändern betreffend) und experimentellen Ergebnissen, die von breiten, weniger klar definierten Nanoribbons stammen. Unser Ziel ist es, diesen Unterschied zu verringern, indem wir räumlich hochauflösende Spektroskopie mit Simulationen von weniger idealisierten Nanoribbons verbinden. Lokale Schwingungsspektroskopie kann generell die nötige Information über die strukturellen Eigenschaften liefern. Da außerdem einige Schwingungsmoden sehr sensitiv auf Dotierung und andere Modifikationen der elektronischen Struktur sind, erwarten wir, dass wir auch über die elektronischen Eigenschaften lokale Informationen erhalten werden. Dazu planen wir uns auf die spitzenverstärkte Ramanstreuung (TERS) zu fokussieren, die eine räumliche Auflösung von ca. 50nm bietet im Vergleich zu konventioneller optischer Spektroskopie mit 500nm. Daher erscheint TERS eine vielversprechende Methode zu sein, um Informationen über Homogenität, Ränder, Defekte usw. zu erhalten. Dazu planen wir Simulationen der Defekt-induzierten Raman-Moden in Nanoribbons, um Effekte zu unterscheiden, die durch Confinement, Rauheit der Ränder, kristallographische Ausrichtung oder "bulk"-Defekte hervorgerufen werden. Darüber hinaus werden wir Graphen-Strukturen untersuchen, die mit neuartigen Methoden auf verschiedenen Substraten hergestellt werden (z.B. Molekularstrahl-Epitaxie) oder die durch Ionen-Strahlen modifiziert wurden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1459: Graphene