Fabrication and performance of graphene nanoelectromechanical systems

Journal of Vacuum Science and Technology B:Nanotechnology and Microelectronics

Volumn 29, Issue 5, 2011, Pages

  Barton, Robert A ^a   Parpia, Jeevak ^a   Craighead, Harold G ^a  

^a School of Operations Research and Industrial Engineering   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FABRICATION; NEMS; RESONATORS; SIGNAL PROCESSING;

FUTURE DIRECTIONS; GRAPHENE SHEETS; MEASUREMENT TECHNIQUES; MECHANICAL DEVICE; MECHANICAL SYSTEMS; NANOMECHANICAL DEVICE; RECENT PROGRESS;

GRAPHENE;

EID: 80053499840     PISSN: 21662746     EISSN: 21662754     Source Type: Journal    
DOI: 10.1116/1.3623419     Document Type: Review

References (95)

1. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nature Mater. 6, 183 (2007). 10.1038/nmat1849 (Pubitemid 46353764)
2. A. K. Geim, Science 324, 1530 (2009). 10.1126/science.1158877
3. K. I. Bolotin, K. J. Sikes, Z. Jiang, M. Klima, G. Fudenberg, J. Hone, P. Kim, and H. L. Stormer, Solid State Commun. 146, 351 (2008). 10.1016/j.ssc.2008.02.024
4. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009). 10.1103/RevModPhys.81.109
5. F. Schedin, A. K. Geim, S. V. Morozov, E. W. Hill, P. Blake, M. I. Katsnelson, and K. S. Novoselov, Nature Mater. 6, 652 (2007). 10.1038/nmat1967 (Pubitemid 47359547)
6. K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, J. H. Ahn, P. Kim, J. Y. Choi, and B. H. Hong, Nature (London) 457, 706 (2009). 10.1038/nature07719
7. Y. M. Lin, K. A. Jenkins, A. Valdes-Garcia, J. P. Small, D. B. Farmer, and P. Avouris, Nano Lett. 9, 422 (2009). 10.1021/nl803316h
8. Y. M. Lin, C. Dimitrakopoulos, K. A. Jenkins, D. B. Farmer, H. Y. Chiu, A. Grill, and P. Avouris, Science 327, 662 (2010). 10.1126/science.1184289
9. C. Lee, X. D. Wei, J. W. Kysar, and J. Hone, Science 321, 385 (2008). 10.1126/science.1157996 (Pubitemid 352029970)
10. K. M. Milaninia, M. A. Baldo, A. Reina, and J. Kong, Appl. Phys. Lett. 95, 183105 (2009). 10.1063/1.3259415
11. H. W. C. Postma, Nano Lett. 10, 420 (2010). 10.1021/nl9029237
12. G. F. Schneider, S. W. Kowalczyk, V. E. Calado, G. Pandraud, H. W. Zandbergen, L. M. K. Vandersypen, and C. Dekker, Nano Lett. 10, 3163 (2010). 10.1021/nl102069z
13. C. A. Merchant, Nano Lett. 10, 2915 (2010). 10.1021/nl101046t
14. S. Garaj, W. Hubbard, A. Reina, J. Kong, D. Branton, and J. A. Golovchenko, Nature (London) 467, 190 (2010). 10.1038/nature09379
15. J. C. Meyer, C. O. Girit, M. F. Crommie, and A. Zettl, Nature (London) 454, 319 (2008). 10.1038/nature07094 (Pubitemid 352009991)
16. H. G. Craighead, Science 290, 1532 (2000). 10.1126/science.290.5496.1532
17. K. L. Ekinci and M. L. Roukes, Rev. Sci. Instrum. 76, 061101 (2005). 10.1063/1.1927327 (Pubitemid 40838577)
18. X. K. Lu, H. Huang, N. Nemchuk, and R. S. Ruoff, Appl. Phys. Lett. 75, 193 (1999). 10.1063/1.124316
19. X. K. Lu, M. F. Yu, H. Huang, and R. S. Ruoff, Nanotechnology 10, 269 (1999). 10.1088/0957-4484/10/3/308
20. J. S. Bunch, Y. Yaish, M. Brink, K. Bolotin, and P. L. McEuen, Nano Lett. 5, 287 (2005). 10.1021/nl048111+ (Pubitemid 40308286)
21. Y. B. Zhang, J. P. Small, W. V. Pontius, and P. Kim, Appl. Phys. Lett. 86, 073104 (2005). 10.1063/1.1925307 (Pubitemid 40861183)
22. Y. B. Zhang, J. P. Small, M. E. S. Amori, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 94, 176803 (2005). 10.1103/PhysRevLett.94.145505 (Pubitemid 40620426)
23. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004). 10.1126/science.1102896 (Pubitemid 39440910)
24. K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. J. Booth, V. V. Khotkevich, S. V. Morozov, and A. K. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 10451 (2005). 10.1073/pnas.0502848102 (Pubitemid 41061574)
25. P. Blake, E. W. Hill, A. H. C. Neto, K. S. Novoselov, D. Jiang, R. Yang, T. J. Booth, and A. K. Geim, Appl. Phys. Lett. 91, 063124 (2007). 10.1063/1.2768624 (Pubitemid 47247192)
26. A. C. Ferrari, Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006). 10.1103/PhysRevLett. 97.187401 (Pubitemid 44658281)
27. A. Gupta, G. Chen, P. Joshi, S. Tadigadapa, and P. C. Eklund, Nano Lett. 6, 2667 (2006). 10.1021/nl061420a (Pubitemid 46129555)
28. C. Berger, Science 312, 1191 (2006). 10.1126/science.1125925 (Pubitemid 43801140)
29. K. V. Emtsev, Nature Mater. 8, 203 (2009). 10.1038/nmat2382
30. S. Stankovich, D. A. Dikin, G. H. B. Dommett, K. M. Kohlhaas, E. J. Zimney, E. A. Stach, R. D. Piner, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Nature (London) 442, 282 (2006). 10.1038/nature04969 (Pubitemid 44114900)
31. D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney, R. D. Piner, G. H. B. Dommett, G. Evmenenko, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Nature (London) 448, 457 (2007). 10.1038/nature06016 (Pubitemid 47123522)
32. G. Eda, G. Fanchini, and M. Chhowalla, Nat. Nanotechnol. 3, 270 (2008). 10.1038/nnano.2008.83 (Pubitemid 351668055)
33. C. Gomez-Navarro, M. Burghard, and K. Kern, Nano Lett. 8, 2045 (2008). 10.1021/nl801384y
34. P. W. Sutter, J. I. Flege, and E. A. Sutter, Nature Mater. 7, 406 (2008). 10.1038/nmat2166 (Pubitemid 351585230)
35. J. Coraux, A. T. N′Diaye, C. Busse, and T. Michely, Nano Lett. 8, 565 (2008). 10.1021/nl0728874 (Pubitemid 351346018)
36. A. Reina, X. T. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. B. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, and J. Kong, Nano Lett. 9, 30 (2009). 10.1021/nl801827v
37. X. S. Li, Science 324, 1312 (2009). 10.1126/science.1171245
38. S. Bae, Nat. Nanotechnol. 5, 574 (2010). 10.1038/nnano.2010.132
39. Z. Z. Sun, Z. Yan, J. Yao, E. Beitler, Y. Zhu, and J. M. Tour, Nature (London) 468, 549 (2010). 10.1038/nature09579
40. P. Y. Huang, Nature (London) 469, 389 (2011). 10.1038/nature09718
41. K. Kim, Z. Lee, W. Regan, C. Kisielowski, M. F. Crommie, and A. Zettl, ACS Nano 5, 2142 (2011). 10.1021/nn1033423
42. C. S. Ruiz-Vargas, H. L. Zhuang, P. Y. Huang, A. M. van der Zande, S. Garg, P. L. McEuen, D. A. Muller, R. G. Hennig, and J. Park, Nano Lett. 11, 2259 (2011). 10.1021/nl200429f
43. X. S. Li, C. W. Magnuson, A. Venugopal, R. M. Tromp, J. B. Hannon, E. M. Vogel, L. Colombo, and R. S. Ruoff, J. Am. Chem. Soc. 133, 2816 (2011). 10.1021/ja109793s
44. J. S. Bunch, A. M. van der Zande, S. S. Verbridge, I. W. Frank, D. M. Tanenbaum, J. M. Parpia, H. G. Craighead, and P. L. McEuen, Science 315, 490 (2007). 10.1126/science.1136836 (Pubitemid 46178391)
45. J. C. Meyer, A. K. Geim, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, T. J. Booth, and S. Roth, Nature (London) 446, 60 (2007). 10.1038/nature05545 (Pubitemid 46348040)
46. K. I. Bolotin, F. Ghahari, M. D. Shulman, H. L. Stormer, and P. Kim, Nature (London) 462, 196 (2009). 10.1038/nature08582
47. X. Du, I. Skachko, F. Duerr, A. Luican, and E. Y. Andrei, Nature (London) 462, 192 (2009). 10.1038/nature08522
48. J. S. Bunch, S. S. Verbridge, J. S. Alden, A. M. van der Zande, J. M. Parpia, H. G. Craighead, and P. L. McEuen, Nano Lett. 8, 2458 (2008). 10.1021/nl801457b
49. C. Y. Chen, S. Rosenblatt, K. I. Bolotin, W. Kalb, P. Kim, I. Kymissis, H. L. Stormer, T. F. Heinz, and J. Hone, Nat. Nanotechnol. 4, 861 (2009). 10.1038/nnano.2009.267
50. Y. H. Xu, C. Y. Chen, V. V. Deshpande, F. A. DiRenno, A. Gondarenko, D. B. Heinz, S. M. Liu, P. Kim, and J. Hone, Appl. Phys. Lett. 97, 243111 (2010). 10.1063/1.3528341
51. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, and A. K. Geim, Science 320, 1308 (2008). 10.1126/science.1156965 (Pubitemid 351929460)
52. M. P. Levendorf, C. S. Ruiz-Vargas, S. Garg, and J. Park, Nano Lett. 9, 4479 (2009). 10.1021/nl902790r
53. B. Aleman, ACS Nano 4, 4762 (2010). 10.1021/nn100459u
54. S. Shivaraman, Nano Lett. 9, 3100 (2009). 10.1021/nl900479g
55. C. R. Dean, Nat. Nanotechnol. 5, 722 (2010). 10.1038/nnano.2010.172
56. J. T. Robinson, M. Zalalutdinov, J. W. Baldwin, E. S. Snow, Z. Q. Wei, P. Sheehan, and B. H. Houston, Nano Lett. 8, 3441 (2008). 10.1021/nl8023092
57. Y. Lee, S. Bae, H. Jang, S. Jang, S. E. Zhu, S. H. Sim, Y. I. Song, B. H. Hong, and J. H. Ahn, Nano Lett. 10, 490 (2010). 10.1021/nl903272n
58. X. S. Li, Y. W. Zhu, W. W. Cai, M. Borysiak, B. Y. Han, D. Chen, R. D. Piner, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Nano Lett. 9, 4359 (2009). 10.1021/nl902623y
59. A. M. van der Zande, Nano Lett. 10, 4869 (2010). 10.1021/nl102713c
60. L. Y. Jiao, B. Fan, X. J. Xian, Z. Y. Wu, J. Zhang, and Z. F. Liu, J. Am. Chem. Soc. 130, 12612 (2008). 10.1021/ja805070b
61. R. A. Barton, B. Ilic, A. M. van der Zande, W. S. Whitney, P. L. McEuen, J. M. Parpia, and H. G. Craighead, Nano Lett. 11, 1232 (2011). 10.1021/nl1042227
62. K. L. Ekinci, X. M. H. Huang, and M. L. Roukes, Appl. Phys. Lett. 84, 4469 (2004). 10.1063/1.1755417
63. D. W. Carr and H. G. Craighead, J. Vac. Sci. Technol. B 15, 2760 (1997). 10.1116/1.589722
64. V. Sazonova, Y. Yaish, H. Ustunel, D. Roundy, T. A. Arias, and P. L. McEuen, Nature (London) 431, 284 (2004). 10.1038/nature02905 (Pubitemid 39265658)
65. V. Gouttenoire, T. Barois, S. Perisanu, J. L. Leclercq, S. T. Purcell, P. Vincent, and A. Ayari, Small 6, 1060 (2010).
66. T. Mashoff, M. Pratzer, V. Geringer, T. J. Echtermeyer, M. C. Lemme, M. Liebmann, and M. Morgenstern, Nano Lett. 10, 461 (2010). 10.1021/nl903133w
67. B. Ilic, S. Krylov, K. Aubin, R. Reichenbach, and H. G. Craighead, Appl. Phys. Lett. 86, 193114 (2005). 10.1063/1.1919395 (Pubitemid 40861152)
68. X. Liu, J. F. Vignola, H. J. Simpson, B. R. Lemon, B. H. Houston, and D. M. Photiadis, J. Appl. Phys. 97, 023524 (2005).
69. V. Singh, S. Sengupta, H. S. Solanki, R. Dhall, A. Allain, S. Dhara, P. Pant, and M. M. Deshmukh, Nanotechnology 21, 165204 (2010). 10.1088/0957-4484/ 21/16/165204
70. S. Y. Kim and H. S. Park, Nano Lett. 9, 969 (2009). 10.1021/nl802853e
71. A. Eichler, J. Moser, J. Chaste, M. Zdrojek, I. Wilson-Rae, and A. Bachtold, Nat. Nanotechnol. 6, 339 (2011). 10.1038/nnano.2011.71
72. A. K. Huttel, G. A. Steele, B. Witkamp, M. Poot, L. P. Kouwenhoven, and H. S. J. van der Zant, Nano Lett. 9, 2547 (2009). 10.1021/nl900612h
73. C. Seoanez, F. Guinea, and A. H. Castro Neto, Phys. Rev. B 76, 125427 (2007). 10.1103/PhysRevB.76.125427
74. I. Wilson-Rae, R. A. Barton, S. S. Verbridge, D. R. Southworth, B. Ilic, H. G. Craighead, and J. M. Parpia, Phys. Rev. Lett. 106, 047205 (2011). 10.1103/PhysRevLett.106.047205
75. D. Garcia-Sanchez, A. M. van der Zande, A. S. Paulo, B. Lassagne, P. L. McEuen, and A. Bachtold, Nano Lett. 8, 1399 (2008). 10.1021/nl080201h
76. W. Z. Bao, F. Miao, Z. Chen, H. Zhang, W. Y. Jang, C. Dames, and C. N. Lau, Nat. Nanotechnol. 4, 562 (2009). 10.1038/nnano.2009.191
77. K. Jensen, J. Weldon, H. Garcia, and A. Zettl, Nano Lett. 7, 3508 (2007). 10.1021/nl0721113 (Pubitemid 350216054)
78. B. Ilic, H. G. Craighead, S. Krylov, W. Senaratne, C. Ober, and P. Neuzil, J. Appl. Phys. 95, 3694 (2004). 10.1063/1.1650542
79. H. J. Mamin and D. Rugar, Appl. Phys. Lett. 79, 3358 (2001). 10.1063/1.1418256
80. M. D. LaHaye, O. Buu, B. Camarota, and K. C. Schwab, Science 304, 74 (2004). 10.1126/science.1094419 (Pubitemid 38451458)
81. K. Jensen, K. Kim, and A. Zettl, Nat. Nanotechnol. 3, 533 (2008). 10.1038/nnano.2008.200
82. R. R. Nair, Appl. Phys. Lett. 97, 153102 (2010). 10.1063/1.3492845
83. A. Cerf, T. Alava, R. A. Barton, and H. G. Craighead, Transfer-printing of single DNA molecule arrays on graphene for high resolution electron imaging and analysis..
84. Y. Cui, S. N. Kim, S. E. Jones, L. L. Wissler, R. R. Naik, and M. C. McAlpine, Nano Lett. 10, 4559 (2010). 10.1021/nl102564d
85. P. S. Waggoner and H. G. Craighead, Lab Chip 7, 1238 (2007). 10.1039/b707401h (Pubitemid 47482980)
86. J. Atalaya, J. M. Kinaret, and A. Isacsson, EPL 91, 48001 (2010). 10.1209/0295-5075/91/48001
87. G. Anetsberger, O. Arcizet, Q. P. Unterreithmeier, R. Riviere, A. Schliesser, E. M. Weig, J. P. Kotthaus, and T. J. Kippenberg, Nat. Phys. 5, 909 (2009). 10.1038/nphys1425
88. A. D. O'Connell, Nature (London) 464, 697 (2010). 10.1038/nature08967
89. T. Rocheleau, T. Ndukum, C. Macklin, J. B. Hertzberg, A. A. Clerk, and K. C. Schwab, Nature (London) 463, 72 (2010). 10.1038/nature08681
90. J. T. Robinson, Nano Lett. 10, 3001 (2010). 10.1021/nl101437p
91. R. R. Nair, Small 6, 2877 (2010). 10.1002/smll.201001555
92. J. C. Sankey, C. Yang, B. M. Zwickl, M. Jayich, and J. G. E. Harris, Nat. Phys. 6, 707 (2010). 10.1038/nphys1707
93. C. Lee, Q. Y. Li, W. Kalb, X. Z. Liu, H. Berger, R. W. Carpick, and J. Hone, Science 328, 76 (2010). 10.1126/science.1184167
94. B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, and A. Kis, Nat. Nanotechnol. 6, 147 (2011). 10.1038/nnano.2010.279
95. S. Sengupta, H. S. Solanki, V. Singh, S. Dhara, and M. M. Deshmukh, Phys. Rev. B 82, 155432 (2010). 10.1103/PhysRevB.82.155432