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Two-dimensional noble gas
Manuel Längle
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Jani Kotakoski
DOI
10.25365/thesis.63186
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16286.37918.281869-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird die mikroskopische Struktur von delgasen – beschränkt auf zwei Dimensionen– untersucht. Dazu wurde mehrlagiges Graphen mit Edelgasen bestrahlt, was zur implantation dieser Gase zwischen den Graphenlagen führte. Die eingeschlossenen zweidimensionalen Edelgase bildeten Kristallite und Flüssigkeiten, welche im Rastertransmissionselektronenmikroskop atomar abgebildet wurden. Exfolierte mehrlagige Graphenproben wurden auf Carbon-Quantifoil(R)-Probenhalter transferriert. Diese wurden anschließend mit niedrig energetischen (<< 1 keV) Ionen bei hoher Dosis (ca. 10^15 ionen/cm^2 ) an der Universität von Helsinki bestrahlt. Im Anschluss wurden die Proben bei atomarer Auflösung mit dem Nion UltraSTEM 100 Mikroskop an der Universität Wien untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Ionen mit passender Energie durch die ersten Graphenlagen schlagen, bevor sie in der Struktur gefangen werden. Eingeschlossen in Graphen, formen Edelgase kleine zweidimensionale Kristallite von herausragender Stabilität bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl von 60 keV. Einzelne Atome können abgebildet und flüssige Phasen identifiziert werden. Die Kristallite und Flüssigkeiten variieren in Größe und zeigen dynamisches Verhalten, welches vermutlich durch den Elektronenstrahl ausgelöst wird.
Abstract
(Englisch)
In this work few-layer graphene is irradiated with noble gas ions, which leads to their trapping between the graphene layers and the formation of 2D noble gas crystallites and liquids. Exfoliated few-layer graphene was transferred onto a holey carbon Quantifoil(R) gold grid. The grids were irradiated with low energy (<< 1 keV) and high dose (ca. 10^15 ions /cm^2 ) at the University of Helsinki. The samples were subsequently analysed at the atomic level using the Nion UltraSTEM 100 microscope at the University of Vienna. Our results demonstrate that ions with a suitable energy pass through the first few graphene layers to then become trapped within the structure. It was found that in graphene encapsulation, the noble gas atoms form small two-dimensional crystallites with a remarkable stability under the 60 keV electron irradiation inside the microscope vacuum,
and even individual atoms can be imaged. Also liquid phases can be observed. The crystallites and liquids vary in size, and occasionally show dynamic behaviour, presumably triggered by the electron irradiation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
graphene noble gas krypton two-dimensional electron microscopy
Schlagwörter
(Deutsch)
Graphen Edelgase Krypton zweidimensional Elektronenmikroskopie
Autor*innen
Manuel Längle
Haupttitel (Englisch)
Two-dimensional noble gas
Paralleltitel (Deutsch)
Zweidimensionales Edelgas
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
xii, 113 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jani Kotakoski
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.61 Festkörperphysik
AC Nummer
AC16142955
Utheses ID
56049
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |