Свойства оксида графена, обработанного в плазме метана и азота / Неустроев Е.П., Попов В.И., Тимофеев В.Б., Уйгуров Д.М.

Плазменная обработка является одним из эффективных методом функционализацииуглеродных наноматериалов [1]. Метановая плазма может быть, во-первых, источником атомовводорода для удаления кислорода в оксиде графена (ОГ), во-вторых, восстанавливать структурурешетки за счет встраивания атомов углерода [2]. Обработка ОГ в плазме азота также можетспособствовать удалению кислорода и оказывать влияние на электропроводность [3]. В даннойработе исследуются свойства оксида графена, полученного модифицированным методом Хаммерса[4]. Плазменные обработки проведены в индуктивно-связанной плазме метана и азота мощностью до200 Вт и длительностью до 15 мин. После этого образцы ОГ были восстановлены при температурахдо 750о С длительностью до 2 ч. Для исследований были привлечены методы атомно-силовой,электронной и оптической микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС),эффекта Холла, ИК- и УФ-спектроскопии.Измерения методами электронной микроскопии и КРСпоказали, что после плазменной обработки в метане наповерхности образцов осаждается аморфная углероднаяпленка, толщина которой зависит от длительности обработкии мощности плазмы. Характерной особенностью образования аморфной пленкибыло формирование широкой полосы фотолюминесценции,наблюдаемая в спектрах КРС. После восстановления ОГ в аргоне в спектрахКРС интенсивность этой полосы ослабевает и интенсивностьпиков D и G-пики в окрестности 1350 см-1 и 1600 см-1. Приэтом сопротивление образцов резко спадает от несколькихГОм до десятков кОм. После обработки в плазме метана иазота наблюдались аналогичные эффекты. Длительныеобработки в плазме с добавлением азота приводят кизменению типа проводимости с исходного р-типа на n-тип.Для более подробного изучения механизма влиянияплазменной обработки на электрические и оптическиесвойства ОГ проведены исследования зависимости вольтамперных характеристик от температуры, УФ- и ИК-спектров и фототока при освещении в видимомдиапазоне.