Efecto de la temperatura en multicapas de grafeno usando espectroscopia Raman y equipo de bajo costo

Resumen

Propiedades térmicas de materiales bidimensionales tal como monocapas o multicapas de grafeno han atraído una atención especial, debido a que son excelentes conductores térmicos y sus propiedades térmicas han atraído una atención en particular [1, 2]. En este sentido, en este trabajo se reporta el efecto de la temperatura en las bandas G (~1580 cm^-1), 2D (~2700 cm^-1) y 2D^’ (~3244 cm^-1) de los espectros Raman de multicapas de grafeno (MLG) usando espectroscopia Raman y un dispositivo de temperatura de bajo costo. Para esta finalidad las muestras de grafeno fueron depositadas sobre substratos de SiO₂ usando el método de exfoliación micro mecánica, en tanto que, el dispositivo de temperatura de bajo costo fue construido usando una fuente reguladora de voltaje y corriente, una resistencia de nicrom, la cual fue colocada sobre una base aislante, acoplada a la base del microscopio Raman. La temperatura en las muestras fue aumentada, en diferentes intervalos, desde la temperatura ambiente (~25 ^oC) hasta 535 ^oC, siendo medida en tiempo real usando una cámara térmica. Resultados de este trabajo muestran, que a medida que la temperatura aumenta, la posición de las bandas G (Pos(G)), 2D (Pos (2D)) y 2D^’ (Pos (2D^’)) son desplazadas a menores números de onda, mostrando un comportamiento no linear. De forma semejante también fue observado un aumento de la anchura a media altura (FWHM) de las bandas G, 2D y 2D^’. Estos desplazamientos son explicados en términos de la interacción electrón – fonón y fonón – fonón [3, 4]. Al mismo tiempo, con este trabajo se muestra que usando equipos de bajo costo es posible obtener mejores o iguales resultados a los obtenidos de costo elevado, y serían de grande utilidad para comprender las propiedades térmicas y los mecanismos físicos relacionados con multicapas de grafeno para aplicaciones de dispositivos térmicos que operen a temperatura ambiente.