Cvd yöntemiyle büyütülen tek katmanlı grafende yüksek manyetik direnç (Gmr)

Bu tezde kimyasal buhar biriktirme (Chemical Vapour Deposition – CVD) yoluyla üretilen tek katmanlı grafen aracılığıyla spinin taşınımı, alüminyum oksit tünel engelleri ve kobalt elektrodlar kullanılarak ve yerel ölçekte ölçüldü. Yerel bazda yapılmayan ölçümlerden farklı olarak, oda sıcaklığında, boyu 10 mikrometreye varan grafen kanalları için pozitif bir manyetik direnç gözlendi. Bu analiz spinin grafen içine sızma derinliğinin oda sıcaklığında 14±4 mikrometre olduğunu gösterdi ve bizi grafen spin süzgeçlerine (filtrelerine) dayanan spintronik uygulamalarına bir adım daha yaklaştırdı. Bir sonraki aşamada bu uzaklığın 100 mikrometreye (10 – 200 μm) çıkarılması amaçlanmaktadır. Burada tek katmanlı grafenler 25 mikrometre kalınlığındaki, yüksek saflıkta ince bakır yapraklar üzerinde büyütüldüler. Büyütülme işlemi öncesinde bakır yapraklar CVD fırınına kondu. Sonra grafen katmanlar daha yeni iyonlardan arınmış (deionized) su dolu banyoda yıkandılar ve Si/SiOx alttaşına, standart yöntemlerle aktarıldılar. Spin süzgeçleri (filtreleri) tasarlandı ve standart mikrolitografi, püskürtme ve plazma teknikleri kullanılarak üretildi. Üretilmiş örnekler üzerindeki manyetik taşınım ölçümleri oda sıcaklığında, 4 uç yönteminin kullanılmasıyla ve 10 μA'lik bir akımla yapıldı. 10 mikrometrelik bir grafen kanalı için oda sıcaklığında tipik bir manyetik direnç (MR) eğrisi elde edildi. Bu sonuç, grafen spin filtreleriyle yerel olmayan geometride yapılan MR ölçümlerinin tümünün eksi MR değeri göstermesi, oysa bizim sonuçların yerel ölçekte açık bir biçimde hep artı değer vermesi ve böylece araştırmacıların elde ettikleriyle uyumlu olması bakımından ilginçtir.