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The role of chemical etching in the electron irradiation of SWCNTs in a 1D-2D carbon heterostructure
Michael Somma
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.72469
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12911.46979.497324-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Masterarbeit wurde der Effekt der Elektronenbestrahlung von einwändigen Kohlenstoffnanoröhren in einer Kohlenstoff-basierten van der Waals Heterostrucktur untersucht. Die experimentelle Hauptmethode umfasst Rastertransmissionselektronenmikroskop mit atomarer Auflösung. Ein Teil der Nanoröhren wird während der Bildgebung zerstört und mobile Kohlenwasserstoffverunreinigungen werden angehäuft. Der Zerstörungsmechanismus hat keine triviale Erklärung basierend auf der etablierten Theorie, da der Hauptmechanismus für niedrigdimensionale Kohlenstoffmateriale bei den verwendeten experimentellen Parametern nicht möglich ist. Daher wird die Hypothese, dass es sich um einen chemischen Ätzprozess, der von der lokalen Umgebung im Vakuum des Mikroskops abhängt. verfolgt. Um herauszufinden, welche chemischen Elements für den Ätzprozess verantwortlich sind, wird die Struktur unter gezielten Wasser-, Sauerstoff- und Wasserstoffumgebungen im Mikroskop beobachtet. Es wurde herausgefunden, dass die Nanoröhren unter Wasserumgebungen ohne präexistente Defekte zerstört werden können. Ähnliche Studien mit Graphen haben gezeigt, dass chemische Ätzprpozesse mit Wasser- und Sauerstoffumgebungen notwendigerweise Defekte brauchen, um zu Zerstörung zu führen.
Abstract
(Englisch)
In this master thesis the effect of electron irradiation of single-walled carbon nanotubes in a van der Waals carbon heterostructure is studied. The main experimental technique is scanning transmission microcopy at atomic resolution. A part of the tubes damage and pile up mobile hydrocarbon contamination while they are imaged. The damage has no straight forward explanation in terms of established theory, as the main damaging mechanism for carbon-based low dimensional solids is absent in the used experimental parameters. For that reason the hypothesis that the damage is based on a chemical etching process depending on the local atmosphere of the vacuum in the microscopy is followed. To find out what elements could be responsible for the chemical etching process, the structure is imaged under controlled water, oxygen and hydrogen atmospheres. The main finding of the thesis, is that carbon nanotubes can also damage under controlled water atmospheres without having a preexisting defect. Similar studies done with graphene showed that etching involving water or oxygen need necessarily defects.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Rastertransmissionselektronenmikroskopie Kohlenstoffnanoröhren Graphen chemisches Ätzen
Schlagwörter
(Englisch)
scanning transmission electron microscopy carbon nanotubes graphene chemical etching
Autor*innen
Michael Somma
Haupttitel (Englisch)
The role of chemical etching in the electron irradiation of SWCNTs in a 1D-2D carbon heterostructure
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle von chemischen Ätzen in der Bestrahlung von einwändigen Kohlenstoffnanoröhren in einer 1D-2D Kohlenstoff Heterostruktur
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
95 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jani Kotakoski
Klassifikationen
33 Physik > 33.60 Kondensierte Materie: Allgemeines ,
33 Physik > 33.61 Festkörperphysik
AC Nummer
AC16661008
Utheses ID
64337
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |