Аномальная проводимость террас на поверхности графита

Аномальная проводимость террас на поверхности графита

Графит – материал инертный, имеет проводящие свойства – является главной гидрофобной подложкой в зондовой микроскопии нанообъектов. Скалывая его верхние слои получают чистую поверхность с атомно-гладкими террасами значительной длины. Из-за широкого использования графита, его свойства не плохо изучены, но ряд весьма интересных эффектов до наших дней не имеет внятного объяснения.

К ним можно отнести, в частности, аномалии в проводимости террас на поверхности графита.
Сканирующая резистивная микроскопия (СРМ) помогает исследовать поверхностную проводимость с высоким разрешением пространственности. Используя методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) изучают топографию данной пространственности.

В СРМ можно измерить ток, который протекает сквозь контакт зонда с поверхностью при постоянном напряжении, которое поддерживается. Если совместить методы, можно не только изучать рельеф, но и поверхностную локальную проводимость.

При экспериментах применялись кантилеверы с проводящим покрытием, изготовленные в НИИФП им. Ф.В. Лукина, а также свежесколотый высокоориентированный пиролитический графит.

Сканирование фиксирует изменение силы тока около 103 раз, т.е. сопротивление контакта между поверхностью графита и зондом может меняться во время съемки от 10 КОм до 10 МОм.

Получены следующие особенности локальной проводимости по поверхности графита и распределения тока.
Для начала, на разных террасах можно стабильно наблюдать разные местные проводимости. Несмотря на то, что влияние направления сканирования проявляется на измеряемом контактном сопротивлении, имеют место быть трассы, проводимость которых не зависит от этого.
Также, в пределах отдельно взятой террасы можно наблюдать вариации контактного сопротивления от одной строки сканирования к другой, но некий средний уровень показателей силы тока сохраняется. Изменение в проводимости наблюдается после преодоления дефектов на поверхности кантилевером.