研究目的
通过控制插层Sn1-xGex合金膜的成分调制SiC(0001)基底上准自由站立单层石墨烯的转移掺杂，实现从n型到p型掺杂的连续调控。
研究成果
通过改变Sn1-xGex插层薄膜中的Ge浓度，可以连续调节SiC(0001)上准自由站立单层石墨烯的掺杂类型，从n型转变为p型。Ge原子倾向于与底层Si原子结合，而Sn原子占据吸附位点，从而形成具有哈伯德能带的半导体薄膜。这为石墨烯基电子器件中的掺杂调制提供了一种热稳定的方法。
研究不足
该研究仅限于特定的插层条件和温度；不同退火温度下薄膜均匀性和稳定性的变化可能影响重现性。该方法需要精确控制沉积量和退火参数，这可能对大规模应用构成挑战。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Sn和Ge插层技术将零层与SiC(0001)解耦，形成Sn1-xGex合金薄膜。通过扫描隧道显微镜(STM)、同步辐射角分辨光电子能谱(ARPES)、芯能级/价带光电子能谱(PES)和低能电子衍射(LEED)等技术研究其结构与电子特性。
2：样品选择与数据来源：
使用SiCrystal AG提供的n型6H-SiC(0001)衬底。零层(ZL)通过硅通量下退火及后续无通量退火制备。Sn和Ge原子通过热蒸发沉积并进行后退火插层处理。
3：实验设备与材料清单：
超高真空(UHV)腔室、硅通量源、用于沉积监测的石英晶体微天平、温度测量的光学高温计、LEED系统、配备VG Scienta R4000分析器的ARPES、配备PHOIBOS 150半球分析器的PES、RHK UHV 300与SPM 100控制器的STM、电化学蚀刻钨针尖及图像处理软件WSxM。
4：实验流程与操作步骤：
通过退火在SiC(0001)上制备ZL。沉积Sn原子后经后退火插层。沉积Ge原子并在600°C至800°C温度范围内后退火。利用LEED监测表面结构，在特定光束线获取ARPES和PES数据，以恒定电流模式采集STM图像。
5：数据分析方法：
对背景扣除后的芯能级光谱采用Voigt函数或Doniach-?unji?轮廓进行拟合。数据分析包括强度变化、结合能位移以及基于STM和PES结果的结构建模。
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获取完整内容-
6H-SiC(0001) substrate
SiCrystal AG
Used as the substrate for growing epitaxial graphene and intercalation experiments.
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Quartz crystal microbalance
Monitors the depositing amount of Sn and Ge atoms during thermal evaporation.
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Optical pyrometer
Measures temperature during annealing processes.
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Low-energy electron diffraction system
LEED
Monitors surface structures and obtains diffraction patterns.
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Angle-resolved photoemission spectroscopy analyzer
VG Scienta R4000
VG Scienta
Obtains high-resolution ARPES data using synchrotron photons.
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Photoemission spectroscopy analyzer
PHOIBOS 150
Obtains core-level and valence-band photoemission spectra.
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Scanning tunneling microscope
RHK UHV 300
RHK
Acquires STM images in constant current mode.
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Electrochemically etched W tips
Used as probes for STM measurements.
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WSxM software
Processes STM images.
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