실리콘 원자가 제거된 3C-SiC (111) 표면에서 그라핀을 형성하는 탄소 원자 거동에 대한 분자동역학 시뮬레이션

Abstract

그라핀의 에피택시얼 성장은 순수한 대면적 그라핀 시트를 경제적으로 제조하기 위한 방법으로 잘 알려져 있다. 고품질의 그라핀을 얻기 위해서는 무엇보다도 그라핀 형성에 관여하는 요소에 대하여 이해하는 것이다. 그러나 많은 연구에도 불구하고 원자단위 수준에서의 이해는 아직 부족하다. 본 연구에서는 초고진공 하에서 Si-terminated 3C-SiC 기판의 열처리를 통한 그라핀 형성의 근본적인 메커니즘을 이해하기 위하여, 분자동역학을 이용하여 운동학적, 열역학적 요소들을 분석하였다. 실리콘 원자가 제거된 Si-terminated 3C-SiC (111) 표면에 남아있는 탄소 원자들의 거동을 관측함으로써, 그라핀 형성이 시작되는 온도를 확인하였다. 또한 특정 온도에서 그라핀 구조가 형성 되는 것과 표면에서의 탄소 원자 거동과의 연관성을 알아보기 위하여, Si-terminated 3C-SiC (111) 표면 위 탄소 원자의 확산 거동에 대하여 분석하였다.