MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

1. Lý do chọn đề tài 4

2. Mục đích nghiên cứu 6

3. Nhiệm vụ nghiên cứu 6

4. Đối tượng nghiên cứu 7

5. Phạm vi nghiên cứu 7

6. Phương pháp nghiên cứu 7

NỘI DUNG 8

Chương 1: Cơ sở lý thuyết 8

1.1. Mạng tinh thể của vật rắn 8

1.1.1. Mạng tinh thể lý tưởng 8

1.1.2. Ô sơ cấp (ô cơ sở) 8

1.1.3. Phân loại các loại mạng tinh thể 9

1.1.4. Sai hỏng mạng trong mạng tinh thể thực tế 12

1.2. Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn 12

1.3. Cấu trúc graphite (than chì) 15

1.4. Cấu trúc màng mỏng 16

1.5. Hiệu ứng Hall lượng tử 17

1.5.1. Hiệu ứng Hall 17

1.5.2. Hiệu ứng Hall lượng tử 19

Chương 2: Sơ lược về chất bán dẫn 21

2.1. Khái niệm 21

2.2. Cấu trúc miền năng lượng của chất bán dẫn 21

2.3. Các loại bán dẫn 22

2.3.1. Bán dẫn thuần 22

2.3.2. Bán dẫn pha tạp chất 23

Chương 3: Chất bán dẫn Graphene 25

3.1. Khái niệm Graphene 25

3.2. Lịch sử ra đời Graphene 25

3.3. Tính chất của Graphene 30

3.3.1. Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu 30

3.3.2. Graphene có tính dẫn điện và nhiệt tốt 30

3.3.3. Độ bền của Graphene 30

3.3.4. Graphene cứng hơn cả kim cương 31

3.3.5. Graphene hoàn toàn không để cho không khí lọt qua 32

3.3.6. Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng 32

3.3.7. Hiệu ứng Hall lượng tử trong Graphene 32

3.3.8. Chuyển động của điện tử trong Graphene 34

3.4. Phân loại Graphene 35

3.4.1. Graphene đơn 35

3.4.2. Graphene kép 36

3.4.2.1. Cấu tạo 36

3.4.2.2. Tính chất đặc biệt- độ rộng vùng cấm thay đổi. 37

3.4.3. Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) 41

3.5. Ưu điểm và nhược điểm của chất bán dẫn Graphene 42

3.5.1. Ưu điểm của chất bán dẫn Graphene 42

3.5.2. Nhược điểm của chất bán dẫn Graphene 42

3.6. Các phương pháp chế tạo Graphene 43

3.6.1. Phương pháp chemical exfoliation 43

3.6.2. Phương pháp micromechanical cleavage 43

3.6.3. Phương pháp băng keo Scotch 44

3.6.4. Ma sát các cột graphite lên bề mặt silicon xốp 44

3.6.5. Cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi 45

3.6.6. Phương pháp tổng hợp graphene trên diện tích lớn 45

3.6.7. Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm. 45

3.6.8. Phương pháp bóc tách 45

3.6.9. Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh 46

3.6.10. Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash 47

3.7. Ứng dụng Graphene 48

3.7.1. Dây dẫn và điện cực trong suốt 48

3.7.2. FET graphene 49

3.7.3. Chíp máy tính 50

3.7.4. Màn hình ti vi cảm ứng 51

3.7.5. Chất phụ gia trong dung dịch khoan 52

3.7.6. Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 53

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57