Otrzymywanie, charakterystyka oraz właściwości fizykochemiczne grafenu oraz innych materiałów dwuwymiarowych - Janica, Iwona (My University, 2021)
Celem niniejszej rozprawy doktorskiej jest rozwarstwienie różnych materiałów 2D metodami, top-down takimi jak rozwarstwianie elektrochemiczne, chemiczne, wspomagane ultradźwiękami, a także wspomagane siłami ścierającymi w fazie ciekłej, w celu otrzymania ultracienkich i pozbawionych defektów płatków 2D, w tym grafenu, dwusiarczek molibdenu (MoS2) i wermikulitu. Właściwości fizykochemiczne otrzymanych płatków 2D zostały zbadane z wykorzystaniem technik mikroskopowych, spektroskopowych i spektrofotometrycznych, w tym mikroskopu sił atomowych (AFM), skaningowego (transmisyjnego) mikroskopu elektronowego (SEM i STEM), rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS), spektroskopii Ramana i spektrofotometrii UV-Vis. Jako weryfikację koncepcji wytworzono tranzystory polowe z bramkowaniem wstecznym (FET) w celu przeprowadzenia charakterystyki elektronicznej zarówno grafenu, jak i ultracienkiego MoS2, natomiast przewodnictwo cieplne zbadano w przypadku wermikulitu. Badania prowadzone w ramach niniejszej rozprawy doktorskiej wpisują się w aktualne trendy chemii materiałowej i przyczyniają się do rozwoju materiałów 2D, a także dziedziny chemii materiałów związanej z zastosowaniem w życiu codziennym.

The aim of this PhD dissertation is the exfoliation of various 2DMs using top-down methods, such as electrochemical, chemical, ultrasound-assisted as well as shear force-assisted liquid phase exfoliation, towards ultrathin and defect-free 2D sheets, including graphene, molybdenum disulfide (MoS2) and vermiculite. The physicochemical properties of as-obtained 2D sheets were investigated by making use of microscopic, spectroscopic and spectrophotometric techniques including atomic force microscopy (AFM), scanning (transmission) electron microscopy (SEM and STEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy and UV-Vis spectrophotometry. As a proof-of-concept, back-gated field-effect transistors (FETs) were fabricated in order to perform electrical characterization of both graphene and ultrathin MoS2, while thermal conductivity was investigated in the case of vermiculite. Research conducted within this PhD dissertation is in line with current trends in material chemistry and contributes to development of 2D materials as well as area of material science connected with the application in everyday life.
Exfoliation, characterization and physicochemical properties of graphene and other two-dimensional materials
Wydział Chemii
Keywords: materiały dwuwymiarowe; two-dimensional materials; rozwarstwienie; exfoliation; grafen; graphene; MoS2; MoS2; wermikulit; vermiculite