Topographic and electronic contrast of the graphene moir\'e on Ir(111) probed by scanning tunneling microscopy and non-contact atomic force microscopy

Epitaxial graphene grown on transition metal surfaces typically exhibits a moir\'e pattern due to the lattice mismatch between graphene and the underlying metal surface. We use both scanning tunneling microscopy (STM) and atomic force microscopy (AFM) experiments to probe the electronic and topographic contrast of the graphene moir\'e on the Ir(111) surface. While STM topography is influenced by the local density of states close to the Fermi energy and the local tunneling barrier height, AFM is capable of yielding the 'true' surface topography once the background force arising from the van der Waals (vdW) interaction between the tip and the substrate is taken into account. We observe a moir\'e corrugation of 35$\pm$10 pm, where the graphene-Ir(111) distance is the smallest in the areas where the graphene honeycomb is atop the underlying iridium atoms and larger on the fcc or hcp threefold hollow sites.Comment: revised versio

Quantum confined electronic states in atomically well-defined graphene nanostructures

Despite the enormous interest in the properties of graphene and the potential of graphene nanostructures in electronic applications, the study of quantum confined states in atomically well-defined graphene nanostructures remains an experimental challenge. Here, we study graphene quantum dots (GQDs) with well-defined edges in the zigzag direction, grown by chemical vapor deposition (CVD) on an iridium(111) substrate, by low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS). We measure the atomic structure and local density of states (LDOS) of individual GQDs as a function of their size and shape in the range from a couple of nanometers up to ca. 20 nm. The results can be quantitatively modeled by a relativistic wave equation and atomistic tight-binding calculations. The observed states are analogous to the solutions of the text book "particle-in-a-box" problem applied to relativistic massless fermions.Comment: accepted for publication in Phys. Rev. Let

Reply to : Proofreading deficiency in mitochondrial DNA polymerase does not affect total dNTP pools in mouse embryos

Non peer reviewe

“Se on luonu maailman. Vai oliks se Jeesus?” : Nuorten ajatuksia ja kokemuksia rippikoulusta

Hämäläinen, Tomi & Nelimarkka, Sampsa. Diak Pieksämäki, syksy 2016, “Se on luonu maailman. Vai oliks se Jeesus?” Nuorten ajatuksia ja kokemuksia rippikoulusta 57 sivua, 3 liitettä. Diakonia-ammattikorkeakoulu, sosiaalialan koulutusohjelma, Sosionomi (AMK) + Kirkon nuorisotyönohjaajan virkakelpoisuus. Opinnäytetyössä tutkittiin rippikoululaisten ajatuksia ja kokemuksia rippikoulusta ja siihen liittyvistä teemoista, kuten Jumalasta ja seurakunnan toiminnasta. Tarkoituksena oli selvittää, millaisia ajatuksia ja kokemuksia rippikoulusta nuorilla on. Mitä he ajattelevat Jumalasta ja Jeesuksesta, seurakunnasta, rippikoulukokemuksestaan ja isoseksi tai kerhonohjaajaksi ryhtymisestä? Entä miksi nuori tulee rippikouluun tai miten hän kokee kotonaan suhtauduttavan rippikoulun käymiseen? Tarkoituksena oli myös selvittää, muuttuvatko nuoren ajatukset leirin kuluessa, minkä vuoksi nuoret haastateltiin kahteen kertaan ensin leirin alkaessa ja uudestaan sen päättyessä. Tutkimus oli laadullinen teemahaastattelu, joka toteutettiin kevään ja kesän 2016 kulu-essa. Kohderyhmänä oli Imatran ja Alajärven seurakunnan rippikoululaiset, joista haastatteltiin viisi molemmilta paikkakunnilta - siis yhteensä kymmenen nuorta. Nuoret valittiin leiriläisten joukosta satunnaisesti, ja heidät haastateltiin yksitellen. Keskeisimpinä syinä osallistua rippikouluun nousi haastatteluissa esille oikeus kirkolliseen vihkimiseen ja kummina toimimiseen. Nuoret tiesivät seurakunnan toiminnasta etukäteen melko vähän ja mainitsivat aiemmasta seurakuntakokemuksestaan erityisesti leiritoiminnan, jonka he olivat kokeneet positiiviseksi. Nuoret kokivat, että heidän kotonaan rippikoulua arvostettiin ja pidettiin tärkeänä. Jeesuksesta kysyttäessä nousi esille nuorten arvostus Jeesuksen persoonaa ja tekoja kohtaan sekä usko Jeesuksen historiallisuuteen ja olemassaoloon. Keskeisinä oppimiskokemuksina monet nuoret nostivat esille toiminnallisia opetustilanteita. Mieleenpainuvia kokemuksia puolestaan olivat ihmiset, iltaohjelmat sekä leikit ja pelit. Suurin osa haastatelluista leiriläisistä oli leirin jälkeen tyytyväisiä seurakunnan toimintaan. Kävi ilmi, että nuorten halukkuus ryhtyä isoseksi tai kerhonohjaajaksi ei juurikaan muuttunut leirijakson käymisen myötä. Miltei puolella nuorista usko Jumalaan kasvoi leirin aikana tai Jumalasta tuli tärkeämpi. Yhdenkään usko ei heikentynyt leirin käymisen myötä. Nuorten arvostus Jeesuksen tekoja ja elämää kohtaan lisääntyi leirin aikana. Suurin osa nuorista koki leirin päättyessä seurakunnan toiminnan positiiviseksi, mutta osa nuorista myös ilmoitti selkeästi, etteivät itse olleet kiinnostuneita osallistumaan seurakunnan toimintaan. Ne nuoret, joiden usko Juma-laan oli vahvistunut leirin aikana, eivät kuitenkaan välttämättä olleet kiinnostuneita osallistumaan seurakunnan toimintaan.Hämäläinen, Tomi & Nelimarkka, Sampsa. “He has created the world. Or was it Jesus?” Young people's ideas and experiences of the confirmation school. 57 pages, 3 appendice. Language: Finnish. Autumn 2016. Diaconia University of Applied Sciences. Degree Programme in Social Services, Option in Christian Youth Work. Degree: Bachelor in Social Services. In our thesis we researched the thoughts and experiences of youngsters in confirmation camps in the congregations of Imatra and Alajärvi. We asked them what they think about God and Jesus, the congregation and their confirmation camp experience and whether they could think themselves as group leaders in the camps and clubs of the congregation or not. We also wanted to know why they come to the confirmation camp and what they think that their families think about the confirmation school. We also wanted to find out if the thoughts of the interviewees change during the camp so we asked certain questions again after the camp. Our study was a qualitative focused interview and we performed it during the spring and summer of 2016. Our target group was the participants of confirmation camps in Imatra and Alajärvi. We interviewed five persons in both Alajärvi and Imatra - altogether we interviewed ten persons who were chosen randomly and interviewed separately. The most important reasons to participate in the confirmation school were to have the right to get married in church and to become a godfather. The interviewees knew only a little bit about the activity of the congregation beforehand. About their previous experience in the congregation they mentioned especially camp activity, which they had liked. They felt that their families appreciated confirmation school and considered it important. The interviewees appreciated the person and actions of Jesus and had usually faith in the historical existence of Jesus. From their own confirmation camp they remembered especially classes where there was learning by doing. Memorable experiences for them were the people in the camp, games, playing and evening programmes. Most of the interviewees were satisfied with the activity of the church after their camp. We found out that there was no significant change in the interviewees’ interest to be-come group leaders in the camps and clubs of the congregation when we asked it again after the camp. Almost half of the interviewed youngsters told that their faith in God was stronger after the camp or that God had become closer to them. No one told that their faith was faded or weakened during the camp. The interviewees appreciated the life and actions of Jesus more after the camp. Most of the youngsters felt good about the activity of the church after the camp. However, some of the interviewees told that they had no interest in participating in any activity of their congregation. Those of the youngsters who had told about stronger faith in God after the camp were not necessarily interested to participate in any church activity themselves

Katalyyttisten nanohiukkasten valmistus hiilinanoputkikantajalle polttokennosovelluksia varten

Kiinnostus polttokennoja kohtaan on viime vuosina kasvanut monella teollisuuden alalla aina pienistä kannettavista laitteista pieniin voimaloihin. Yksi suurimmista ongelmista matalan lämpötilan polttokennoissa on niiden vaatima kallis jalometallikatalyytti elektrodeilla. Hiilinanoputkia on ehdotettu nykyisen hiilimustan korvaajaksi katalyytin kantajaksi elektrodeilla, jotta suurempi osa kallista katalyyttiä tulisi hyötykäytettyä. Tämä diplomityö koostuu kirjallisuustutkimuksesta ja kokeellisesta osuudesta. Kirjallisuustutkimuksessa on selvitetty miten nanoputkia on käytetty parantaamaan polttokennon suorituskykyä sen eri komponenteissa. Kokeellisessa osuudessa on tutkittu eri menetelmiä valmistaa katalyyttinanohiukkasia ja asettaa niitä hiilinanoputkien pinnalle. Kirjalliisuustutkimuksesta selviää, että suurin osa tutkimuksista on keskittynyt nanoputkien käyttämiseen katalyytin kantajana. Biopolttokennojen tutkimuksessa suurin osa mielenkiinnosta on keskittynyt nanoputkien käyttöön suoran elektronisiirron parantamiseksi asettamalla enzyymejä tai mikrobeja suoraan putken pinnalle. Työn kokeellisessa osuudessa valmistettiin platina- ja kultananohiukkasia nanoputkien pinnalle höyrystämällä kaasuvirtauksessa ja sputteroimalla. Eri menetelmillä tuotettujen hiukkasten kokojakauma selvitettiin transmissioelekronimikroskopialla (TEM), pyyhkäisyelektronimikroskopialla (SEM) ja differentiaalisella liikkuvuusanalysaattorilla (DMA). Hiukkasten syvyysjakauma nanoputkikalvolla selvitettiin röntgenherätteisellä fotoelektronispektroskopialla (XPS) ja atomivoimamikroskoopilla (AFM). Höyryttäminen todettiin liian hitaaksi ja epästabiiliksi tavaksi tuottaa kulta- tai platinahiukkasia polttokennon vaatimissa määrin. Sputterointi sen sijaan tuotti huomattavasti suurempia määriä hiukkasia varsin yksinkertaisella järjestelyllä. Hiukkasten syvyysjakaumasta nanoputkikalvolla todettiin kalvon olevan erittäin huokoinen. Platinahiukkasten keskimääräinen tunkeutumissyvyys kalvolla laskettiin olevan noin 200 nm. Karakterisoitaessa hiukkasia magnesiumoksidin päällä transmissioelektronimikroskoopilla, havaittiin magnesiumoksidin muodostavan tankomaisia nanorakenteita hiukkasten alle. Kasvu tapahtui aina mikroskoopin sisällä ja vain elektronisuihkun alla. Transmissioelektronimikroskoopilla otetuista kuvista selvisi, että rakenteet kasvavat aina magnesiumoksidin (100) hilatasojen suuntaan. Hiukkasten atomihilan todettiin aina asettuvan magnesiumoksidin hilan kanssa järjestykseen

Epitaxial hexagonal boron nitride on Ir(111): A work function template

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a prominent member in the growing family of two-dimensional materials with potential applications ranging from being an atomically smooth support for other two-dimensional materials to templating growth of molecular layers. We have studied the structure of monolayer h-BN grown by chemical vapor deposition on Ir(111) by low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS) experiments and state-of-the-art density functional theory (DFT) calculations. The lattice mismatch between the h-BN and Ir(111) surface results in the formation of a moiré superstructure with a periodicity of ∼29 Å and a corrugation of ∼0.4 Å. By measuring the field emission resonances above the h-BN layer, we find a modulation of the work function within the moiré unit cell of ∼0.5 eV. DFT simulations for a 13-on-12 h-BN/Ir(111) unit cell confirm our experimental findings and allow us to relate the change in the work function to the subtle changes in the interaction between boron and nitrogen atoms and the underlying substrate atoms within the moiré unit cell. Hexagonal boron nitride on Ir(111) combines weak topographic corrugation with a strong work function modulation over the moiré unit cell. This makes h-BN/Ir(111) a potential substrate for electronically modulated thin film and heterosandwich structures.Peer reviewe

Synthesis of Extended Atomically Perfect Zigzag Graphene - Boron Nitride Interfaces

The combination of several materials into heterostructures is a powerful method for controlling material properties. The integration of graphene (G) with hexagonal boron nitride (BN) in particular has been heralded as a way to engineer the graphene band structure and implement spin- and valleytronics in 2D materials. Despite recent efforts, fabrication methods for well-defined G-BN structures on a large scale are still lacking. We report on a new method for producing atomically well-defined G-BN structures on an unprecedented length scale by exploiting the interaction of G and BN edges with a Ni(111) surface as well as each other.Peer reviewe