Redes de adsorbatos sobre superficies grafeno/metal: Una plataforma para optimizar puntas para microscopia de proximidad

• Autores: Mariano Domingo Jiménez Sánchez
• Directores de la Tesis: Julio Gómez Herrero (dir. tes.), José María Gómez Rodriguez (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Rubén Pérez Pérez (presid.), Roberto Otero Martín (secret.), Pavel Jelinek (voc.), Carmen Ocal Garcia (voc.), Oscar Custance (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física de la Materia Condensada, Nanociencia y Biofísica por la Universidad Autónoma de Madrid; la Universidad de Murcia y la Universidad de Oviedo
• Materias:
  • Física
    • Química física
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • En esta tesis se presenta el estudio de redes de adsorbatos auto-ensambladas sobre superficies grafeno/metal con dos objetivos principales. Por un lado, investigar cómo la interacción entre el grafeno y el metal subyacente se proyecta en la cara libre del grafeno. Para ello, se ha estudiado la influencia de dicha interacción en la formación de las redes auto-ensambladas de los adsorbatos. Por otro lado, se ha explorado la posibilidad de utilizar adsorbatos sobre superficies de grafeno para modificar de manera controlada e in-situ las puntas de los microscopios de proximidad.

    Para ello, se han seleccionado tres adsorbatos modelo, que presentan tamaños e interacciones significativamente diferentes: una molécula (ClAlPc), un metal (Ir) y un gas noble (Xe). Estos adsorbatos se han depositado sobre intercaras grafeno/metal débil (G/Pt(111)) y fuertemente interactuantes (G/Rh(111)) que presentan múltiples patrones de moiré. Las redes han sido estudiadas y manipuladas, a escala atómica, mediante microscopía de efecto túnel (STM) y de fuerzas sin contacto (ncAFM), en condiciones de ultra-alto vacío (UHV) y a diversas temperaturas (temperatura ambiente, 40 K y 5 K).

    Los resultados obtenidos muestran que las variaciones en la interacción entre el grafeno y el metal, ya sea mediante distintos sustratos metálicos o mediante distintas rotaciones del grafeno respecto al sustrato, permiten modificar los ordenamientos de los adsorbatos en su superficie libre, pudiendo afectar tanto a la simetría de la red, como a su orden a largo alcance. Además, ponen de manifiesto la posibilidad de utilizar adsorbatos sobre superficies de grafeno para la fabricación de puntas optimizadas para su uso en microscopios de proximidad. Las manipulaciones de adsorbatos realizadas han permitido modificar tanto la punta “mesoscópica” como la terminación de la punta, otorgando así control sobre las interacciones tanto de largo, como de corto alcance.