Эпитаксиальный рост монокристалла графена на поверхности Ni(111)

Методами сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и теории функционала плотности (ТФП) изучен процесс термопрограммируемого синтеза графена из молекул пропилена на поверхности Ni(111) в условиях сверхвысокого вакуума. Установлено, что на атомных террасах Ni(111) адсорбция пропилена при комнатной температуре приводит к дегидрированию молекул пропилена с формированием одноатомных углеродных цепочек, а на краях атомных ступеней – к полной диссоциации пропилена с последующей диффузией атомов углерода под поверхность. Прогрев такого образца при 500 $^{\circ}$С вызывает формирование монослойных островков графена как из поверхностных атомных цепочек, так и путем сегрегации атомов углерода, накопленных в верхних атомных слоях никеля. Контролируемым образом удается проследить процесс формирования эпитаксиального монослоя графена вплоть до полного заполнения поверхности никеля. Атомные дефекты, наблюдаемые на поверхности графена, интерпретированы как отдельные атомы никеля, внедренные в моно- или бивакансии графена.