Синтез и электронная структура графена на пленке никеля, адсорбированной на графите

Методами фотоэлектронной спектроскопии исследован процесс формирования графена на поверхности тонкой пленки Ni на подложке высокоориентированного пиролитического графита. Показано, что образование графена проходит через фазу поверхностного карбида никеля со стехиометрией Ni$_2$C, формирующегося уже при температуре 180$^\circ$C. Карбидная фаза при последующем нагреве трансформируется в графеновый монослой, сильно связанный с поверхностью. Проведен тщательный анализ всех переходных фазовых процессов исходя из тонкой структуры фотоэлектронных линий. Также представлены данные исследования морфологии поверхности при помощи атомно-силовой микроскопии. Особо подчеркивается, что достоинством исследуемого метода “твердотельного” источника углерода является возможность формирования графена при более низких температурах (по меньшей мере при 280$^\circ$C), чем при крекинге углеродсодержащих газов, требующем температуры порядка 400–500$^\circ$C.