Novel radiation-induced properties of graphene and related materials

Macromolecular Chemistry and Physics

Volumn 213, Issue 10-11, 2012, Pages 1146-1163

  Kumar, Prashant ^a   Das, Barun ^a,b   Chitara, Basant ^b   Subrahmanyam, K S ^a   Gopalakrishnan, K ^a   Krupanidhi, S B ^b   Rao, C N R ^a,b,c  

^a JAWAHARLAL NEHRU CENTRE FOR ADVANCED SCIENTIFIC RESEARCH   (India)

^b INDIAN INSTITUTE OF SCIENCE   (India)

^c KING FAHD UNIVERSITY OF PETROLEUM AND MINERALS   (Saudi Arabia)

Author keywords

infrared spectroscopy; irradiation; luminescence; photochemistry; sensors

Indexed keywords

BLUE LIGHT; GRAPHENE NANORIBBONS; GRAPHENE OXIDES; LARGE SCALE PRODUCTIONS; LASER INDUCED; LASER-INDUCED TRANSFORMATIONS; NANOCARBONS; NANOPATTERNING; RADIATION-INDUCED; REDUCED GRAPHENE OXIDES; UV EXCITATION; WHITE LIGHT;

DISPERSIONS; EXCIMER LASERS; GRAPHENE; INFRARED SPECTROSCOPY; IRRADIATION; LUMINESCENCE; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; SENSORS; ULTRAVIOLET RADIATION;

RADIATION;

EID: 84861915340     PISSN: 10221352     EISSN: 15213935     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/macp.201100451     Document Type: Review

References (125)

1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, A. A. Firsov, Nature 2005, 438, 197.
2. K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. J. Booth, V. V. Khotkevich, S. V. Morozov, A. K. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. 2005, 102, 10451.
3. A. K. Geim, K. S. Novoselov, Nat. Mater. 2007, 6, 183.
4. K. S. Novoselov, Z. Jiang, Y. Zhang, S. V. Morozov, H. L. Stormer, U. Zeitler, J. C. Maan, G. S. Boebinger, P. Kim, A. K. Geim, Science 2007, 315, 1379.
5. X. Li, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science 2009, 324, 1312.
6. S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff, Carbon 2007, 45, 1558.
7. A. V. Murugan, T. Muraliganth, A. Manthiram, Chem. Mater. 2009, 21, 5004.
8. H.-L. Guo, X.-F. Wang, Q.-Y. Qian, F.-B. Wang, X.-H. Xia, ACS Nano 2009, 3, 2653.
9. Z. Li, Y. Yao, Z. Lin, K.-S. Moon, W. Lin, C. Wong, J. Mater. Chem. 2010, 20, 4781.
10. J. Hofrichter, B. N. Szafranek, M. Otto, T. J. Echtermeyer, M. Baus, A. Majerus, V. Geringer, M. Ramsteiner, H. Kurz, Nano Lett. 2010, 10, 36.
11. X. Yang, X. Dou, A. Rouhanipour, L. Zhi, H. J. Rader, K. Mullen, J. Am. Chem. Soc 2008, 130, 4216.
12. L. Dossel, L. Gherghel, X. Feng, K. Mullen, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2540.
13. W. Choi, I. Lahiri, R. Seelaboyina, Y. S. Kan, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2010, 35, 52.
14. L. Jiao, X. Wang, G. Diankov, H. Wang, H. Dai, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 321.
15. Z. Wei, D. Wang, S. Kim, S.-Y. Kim, Y. Hu, M. K. Yakes, A. R. Laracuente, Z. Dai, S. R. Marder, C. Berger, W. P. King, W. A. de Heer, P. E. Sheehan, E. Riedo, Science 2010, 328, 1373.
16. C.N.R. Rao, A. K. Sood, K.S. Subrahmanyam, A. Govindaraj, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7752.
17. C. N. R. Rao, A. K. Sood, R. Voggu, K. S. Subrahmanyam, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 572.
18. C. N. R. Rao, K. S. Subrahmanyam, H. S. S. Ramakrishna Matte, B. Abdulhakeem, A. Govindaraj, B. Das, P. Kumar, A. Ghosh, D. J. Late, Sci. Technol. Adv. Mater. 2010, 11, 054502.
19. M. J. Allen, V. C. Tung, R. B. Kaner, Chem. Rev. 2009, 110, 132.
20. M. F. Craciun, S. Russo, M. Yamamoto, S. Tarucha, Nano Today 2011, 6, 42.
21. Y. Zhang, J. W. Tan, H. L. Stormer, P. Kim, Nature 2005, 438, 201.
22. T. Burnett, R. Yakimova, O. Kazakova, Nano Lett. 2011, 11, 2324.
23. K. Chung, C. H. Lee, G. C. Yi, Science 2010, 330, 655.
24. R. Won, Nat. Photonics 2010, 4, 411.
25. T. O. Wehling, A. I. Lichtenstein, M. I. Katsnelson, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 202110.
26. J. Bai, R. Cheng, F. Xiu, L. Liao, M. Wang, A. Shailos, K. L. Wang, Y. Huang, X. Duan, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 655.
27. Y. M. Zuev, W. Chang, P. Kim, Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 096807.
28. X. Xu, N. M. Gabor, J. S. Alden, A. M. van der Zande, P. L. McEuen, Nano Lett. 2010, 10, 562.
29. A. N. Sidorov, A. Sherehiy, R. Jayasinghe, R. Stallard, D. K. Benjamin, Q. Yu, Z. Liu, W. Wu, H. Cao, Y. P. Chen, Z. Jiang, G. U. Sumanasekera, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 013115.
30. K. E. Prasad, B. Das, U. Maitra, U. Ramamurty, C. N. R. Rao, Proc. Natl. Acad. Sci. 2009, 106, 13186.
31. P. Blake, P. D. Brimicombe, R. R. Nair, T. J. Booth, D. Jiang, F. Schedin, L. A. Ponomarenko, S. V. Morozov, H. F. Gleeson, E. W. Hill, A. K. Geim, K. S. Novoselov, Nano Lett. 2008, 8, 1704.
32. A. Candini, S. Klyatskaya, M. Ruben, W. Wernsdorfer, M. Affronte, Nano Lett. 2011, 11, 2634.
33. T. J. Echtermeyer, M. C. Lemme, J. Bolten, M. Baus, M. Ramsteiner, H. Kurz, Eur. Phys. J. Spec. Topics 2007, 148, 19.
34. S. K. Min, W. Y. Kim, Y. Cho, K. S. Kim, Nat. Nanotech. 2011, 6, 162.
35. A. Saffarzadeh, R. Farghadan, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 023106.
36. D. Gunlycke, D. A. Areshkin, J. Li, J. W. Mintmire, C. T. White, Nano Lett. 2007, 7, 3608.
37. a) F. Banhart, Rep. Prog. Phys. 1999, 62, 1181
38. b) Y. H. He, L. Wang, X. L. Chen, Z. F. Wu, W. Li, Y. Cai, N. Wang, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 033109
39. c) Z. Xu, L. Chen, J. Li, R. Wang, X. Qian, X. Song, L. Liu, G. Chen, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 183112
40. d) G. Liu, D. Teweldebrhan, A.A. Balandin, IEEE Trans. Nanotechnol. 2011, 10, 865
41. e) S. Moussa, V. Abdelsayed, M. Samy El-Shall, Chem. Phys. Lett. 2011, 510, 179
42. f) G. Williams, B. Seger, P. V. Kamat, ACS Nano 2008, 2, 1487.
43. P. Kumar, L. S. Panchakarla, C. N. R. Rao, Nanoscale 2011, 3, 2127.
44. K. S. Subrahmanyam, P. Kumar, A. Nag, C. N. R. Rao, Solid State Commun. 2010, 150, 1774.
45. P. Kumar, K. S. Subrahmanyam, C. N. R. Rao, Int. J. Nanosci. 2011, 10, 559.
46. P. Kumar, K. S. Subrahmanyam, C. N. R. Rao, Mater. Express 2011, 1, 252.
47. K. S. Subrahmanyam, P. Kumar, U. Maitra, A. Govindaraj, K. P. S. S. Hembram, U. V. Waghmare, C. N. R. Rao, Proc. Natl. Acad. Sci. 2011, 10, 2674.
48. K. Gopalakrishnan, K. S. Subrahmanyam, P. Kumar, A. Govindaraj, C. N. R. Rao, RSC Adv. 2011.
49. a) B. Chitara, L. S. Panchakarla, S. B. Krupanidhi, C. N. R. Rao, Adv. Mat. 2011, 23, 5419
50. b) B. Chitara, S. B. Krupanidhi, C. N. R. Rao, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 113114.
51. W. Hummers, R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc 1958, 80, 1339.
52. D. A. Sokolov, K. R. Shepperd, T. M. Orlando, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2633.
53. A. Turchanin, D. Weber, M. Buenfeld, C. Kisielowski, M. V. Fistul, K. B. Efetov, T. Weimann, R. Stosch, J. Mayer, A. Golzhauser, ACS Nano 2011, 5, 3896.
54. L. Huang, Y. Liu, L. Ji, Y. Xie, T. Wang, W. Shi, Carbon 2011, 49, 2431.
55. V. Abdelsayed, S. Moussa, H. M. Hassan, H. S. Aluri, M. M. Collinson, M. Samy El-Shal, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2804.
56. F. Withers, T. H. Bointon, M. Dubois, S. Russo, M. F. Craciun, Nano Lett. 2011, 11, 3912.
57. Y. Zhou, K. P. Loh, Adv. Mater. 2010, 23, 3615.
58. Y.-Y. Lee, K. S. L. Chong, S.-H. Goh, A. M. H. Ng, M. V. Kunnavakkam, C.-L. Hee, Y. Xu, H. Tantang, C.-Y. Su, L.-J. Li, J. Vac. Sci. Technol. B 2011, 29, 011023.
59. Y. M. Jo, S. Yoon, J. Lee, S. Park, S. R. Kim, I. In, Chem. Lett. 2011, 40, 54.
60. Y. Guo, C. Di, H. Liu, J. Zheng, L. Zhang, G. Yu, Y. Liu, ACS Nano 2010, 4, 5749.
61. Y. Zhou, Q. Bao, B. Varghese, L. A. L. Tang, C. K. Tan, C. H. Sow, K. P. Loh, Adv. Mater. 2010, 22, 67.
62. X. Z. Zhou, G. Lu, X. Y. Qi, S. X. Wu, H. Li, F. Boey, H. Zhang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19119.
63. B. Li, G. Lu, X. Z. Zhou, X. H. Cao, F. Boey, H. Zhang, Langmuir 2009, 25, 10455.
64. C. X. Cong, T. Yu, Z. H. Ni, L. Liu, Z. X. Shen, W. Huang, J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 6529.
65. V. C. Tung, M. J. Allen, Y. Yang, R. B. Kaner, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 25.
66. M. J. Allen, V. C. Tung, L. Gomez, Z. Xu, L. M. Chen, K. S. Nelson, C. N. Zhou, R. B. Kaner, Y. Yang, Adv. Mater. 2009, 21, 2098.
67. H. G. Duan, E. Q. Xie, L. Han, Z. Xu, Adv. Mater. 2008, 20, 3284.
68. G. Lu, X. Zhou, H. Li, Z. Yiu, B. Li, L. Huang, F. Boey, H. Zhang, Langmuir 2010, 26, 6164.
69. Z. B. Liu, L. Li, Y. F. Xu, J. J. Liang, X. Zhao, S. Q. Chen, Y. S. Chen, J. G. Tian, J. Opt. 2011, 13, 085601.
70. B. Li, X. Zhang, X. Li, L. Wang, R. Han, B. Liu, W. Zheng, X. Li, Y. Liu, Chem. Commun. 2010, 46, 3499.
71. R. S. Singh, V. Nalla, W. Chen, A. Thye, S. Wee, W. Ji, ACS Nano 2011, 5, 5969.
72. C. Pacholski, A. Kornowski, H. Weller, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1188.
73. A. Kikuchi, M. Kawai, M. Tada, K. Kishino, J. Appl. Phys. 2004, 43, 1524.
74. S. Nizamoglu, T. Ozel, E. Sari, H. V. Demir, Nanotechnology 2007, 18, 065709.
75. G. Eda, Y.-Y Lin, C. Mattevi, H. Yamaguchi, H.-A. Chen, I.-S. Chen, C.-W. Chen, M. Chhowalla, Adv. Mater. 2010, 22, 505.
76. P. Kumar, L.S. Panchakarla, S.V. Bhat, U. Maitra, K. S. Subrahmanyam, C. N.R. Rao, Nanotechnology 2010, 21, 385701.
77. J. Robertson, E.P. O'Reilly, Phys. Rev. B 1987, 35, 2946.
78. L. Bredas, R. Silbey, D. S. Boudreaux, R. R. Chance, J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6555.
79. K. S. Subrahmanyam, S. R. C Vivekchand, A. Govindaraj, C. N. R Rao, J. Mater. Chem. 2008, 13, 1517.
80. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
81. P. Avouris, Z. Chen, V. Perebeinos, Nat. Nanotech. 2007, 2, 605.
82. C. N. R. Rao, K. Biswas, K. S. Subrahmanyam, A. Govindaraj, J. Mater. Chem. 2009, 19, 2457.
83. F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zett, M. Crommie, Y. R. Shen, Science 2008, 320, 206.
84. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R Peres, A. K. Geim, Science 2008, 320, 1308.
85. F. Xia, M. Thomas, L. Yu-ming, A. Valdes-Garcia, P. Avouris, Nat. Nanotech. 2009, 4, 839.
86. M. Thomas, F. Xia, P Avouris, Nat. Photonics 2010, 4, 297.
87. D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, J. Phys. Condens. Matter 2009, 21, 344205.
88. M. Segal, Nat. Nano. 2009, 4, 612.
89. C. Gõmez-Navarro, R. T. Weitz, A. M. Bittner, M. Scolari, A. Mews, M. Burghard, K. Kern, Nano Lett. 2007, 7, 3499.
90. S. Gilje, S. Han, M. Wang, K. L. Wang, R. B. Kaner, Nano Lett. 2007, 7, 3394.
91. V. Ryzhii, V. Mitin, M. Ryzhii, N. Ryabova, T. Otsuji, Appl. Phys. Exp. 2008, 1, 063002.
92. V. Ryzhii, M. Ryzhii, N. Ryabova, V. Mitin, T Otsuji, Jpn. J. Appl. Phys. 2009, 48, 04C144.
93. Z. Chen, Y.M. Lin, P. Avouris, Physica E 2007, 40, 228.
94. M. Y. Han, B. Azyilmaz, Y. Zhang, P. Kim, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 206805.
95. Y. M. Lin, V. Perebeinos, Z. Chen, P. Avouris, Phys. Rev. B 2008, 78, 161409.
96. X. L. Li, X. R. Wang, L. Zhang, S. W. Lee, H. J. Dai, Science 2008, 319, 1229.
97. E. McCann, Phys. Rev. B 2006, 74, 161403.
98. S. Park, J. An, I. Jung, R. D. Piner, S. J. An, X. Li, A. Velamakanni, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2009, 9, 1593.
99. A. L. Higginbotham, D. V. Kosynkin, A. Sinitskii, Z. Sun, J. M. Tour, ACS Nano 2010, 4, 2059.
100. K. F. Mak, M. Y. Sfeir, Y. Wu, C.H. Lui, J. A. Misewich, T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 196405.
101. L. Yang, J. Deslippe, C. Park, M. L. Cohen, S. G. Louie, Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 186402.
102. M. I. Katsnelson, Europhys. Lett. 2008, 84, 37001.
103. A. B. Kuzmenko, E. Heumen, F. Carbone, D. Marel, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 117401.
104. K. F. Mak, J. Shan, T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 176404.
105. K. I. Bolotin, K. J. Sikes, J. Hone, H. L. Stormer, P. Kim, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 096802.
106. W. Xu, F. M. Peeters, T. C. Lu, Phys. Rev. B 2009, 79, 073403.
107. A. Akturk, N. Goldsman, Proc. Int. Conf. on Simulation Semiconductor Processes and Devices, Hakone, Kanagawa, Japan 2008, 173.
108. H. Morkoc, A. D. Carlo, P. Cingolani, Solid State Electron. 2002, 46, 157.
109. J. P. Cheng, Y. J. Zhang, R. Y. Guo, J. Cryst. Growth 2008, 310, 57.
110. T. Ueda, Z. H. An, K. Hirakawa, S. Komiyama, J. Appl. Phys. 2008, 103, 093109.
111. X. P. Chen, H. L. Zhu, J. F. Cai, Z. Y. Wu, J. Appl. Phys. 2007, 102, 024505.
112. S. Alamaviva, M. Marinelli, E. Milani, G. Prestopino, A. Tucciarone, C. Verona, G. Verona-Rinati, M. Angelone, M. Pillon, Diamond Relat. Mater. 2009, 18, 101.
113. F. T. Vasko, V. Ryzhii, Phys. Rev. B 2007, 76, 233404.
114. P. A. George, J. Strait, J. Dawlaty, S. Shivaraman, Mvs. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, Nano Lett. 2008, 8, 4248.
115. F. Rana, P.A. George, J. H. Strait, J. Dawlaty, S. Shivaraman, Mvs. Chandrashekhar, M. G. Spencer, Phys. Rev. B 2009, 79, 115447.
116. E. J. H. Lee, K. Balasubramanian, R. T. Weitz, M. Burghard, K. Kern, Nat. Nanotech. 2008, 3, 486.
117. F. Xia, T. Mueller, R. Golizadeh-Mojarad, M. Freitag, Yu-ming. Lin, J. Tsang, V. Perebeinos, P. Avouris, Nano Lett. 2009, 9, 1039.
118. T. Mueller, F. Xia, M. Freitag, J. Tsang, P. Avouris, Phys. Rev. B 2009, 79, 245430.
119. C. Lee, J. Y. Kim, S. Bae, K. S. Kim, B. H. Hong, E. J. Choi, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 071905.
120. F. Yan, P. Migliorato, R. Ishihara, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 153507.
121. S. M. Mok, F. Yan, H. L. W. Chan, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 023310.
122. C. L. Donley, J. Zaumseil, J. W. Andreasen, M. M. Nielsen, H. Sirringhaus, R. H. Friend, J. S. Kim, J. Am. Chem.Soc. 2005, 127, 12890.
123. L. Liu, S. M. Ryu, M. R. Tomasik, E. Stolyarova, N. Jung, M. S. Hybertsen, M. L. Steigerwald, L. E. Brus, G. W. Flynn, Nano Lett. 2008, 8, 1965.
124. X. S. Wu, M. Sprinkle, X. B. Li, F. Ming, C. Berger, W. A. de Heer, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 026801.
125. H. Chang, Z. Sun, Q. Yuan, F. Ding, X. Tao, Feng Yan, Zijian Zheng, Adv. Mater. 2010, 22, 4872.