Scanning tunneling microscopy study and nanomanipulation of graphene-coated water on mica

Nano Letters

Volumn 12, Issue 6, 2012, Pages 2665-2672

  He, Kevin T ^a,b   Wood, Joshua D ^a,b   Doidge, Gregory P ^a,b   Pop, Eric ^a,b   Lyding, Joseph W ^a,b  

^a University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

^b UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

Author keywords

atomic resolution; Graphene; mica; Raman; scanning probe microscopy; STM; water

Indexed keywords

ATOMIC RESOLUTION; ELECTRON ENERGIES; INTERFACIAL WATER; LAYERED NETWORK; NANOMANIPULATIONS; RAMAN; ROOM TEMPERATURE; SCANNING CONDITIONS; STM; ULTRAHIGH VACUUM SCANNING TUNNELING MICROSCOPIES; WATER LAYERS; WATER STRUCTURE;

MICA; NETWORK LAYERS; RAMAN SPECTROSCOPY; SCANNING PROBE MICROSCOPY; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; WATER;

GRAPHENE;

ALUMINUM SILICATE; GRAPHITE; MICA; WATER;

ADSORPTION; ARTICLE; CHEMISTRY; CONFORMATION; MACROMOLECULE; MATERIALS TESTING; METHODOLOGY; MICROMANIPULATION; PARTICLE SIZE; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SURFACE PROPERTY;

ADSORPTION; ALUMINUM SILICATES; GRAPHITE; MACROMOLECULAR SUBSTANCES; MATERIALS TESTING; MICROMANIPULATION; MICROSCOPY, SCANNING TUNNELING; MOLECULAR CONFORMATION; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTIES; WATER;

EID: 84862275957     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl202613t     Document Type: Article

References (76)

1. Verdaguer, A.; Sacha, G. M.; Bluhm, H.; Salmeron, M. Chem. Rev. 2006, 106, 1478-510
2. Thiel, P. A.; Madey, T. E. Surf. Sci. Rep. 1987, 7, 211-385
3. Brown, G. E. Science 2001, 294, 67-69
4. Guckenberger, R.; Heim, M.; Cevc, G.; Knapp, H. F.; Wiegräbe, W.; Hillebrand, A. Science 1994, 266, 1538-1540
5. Jang, C.; Adam, S.; Chen, J.-H.; Williams, E. D.; Das Sarma, S.; Fuhrer, M. S. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 146805
6. Shim, J.; Lui, C. H.; Ko, T. Y.; Yu, Y.-J.; Kim, P.; Heinz, T.; Ryu, S. Nano Lett. 2012, 12, 648-654
7. Israelachvili, J. N.; Pashley, R. M. Nature 1982, 300, 341
8. Israelachvili, J. N.; Pashley, R. M. Nature 1983, 306, 249
9. Israelachvili, J. N.; Wennerström, H. Nature 1996, 379, 219
10. Raviv, U.; Klein, J. Science 2002, 297, 1540-1543
11. Granick, S.; Bae, S.; Kumar, S.; Yu, C. Physics 2010, 3, 1
12. Khan, S.; Matei, G.; Patil, S.; Hoffmann, P. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 106101-1-106101-4
13. Xu, K.; Cao, P.; Heath, J. R. Science 2010, 329, 1188-91
14. Severin, N.; Lange, P.; Sokolov, I. M.; Rabe, J. P. Nano Lett. 2012, 12, 774
15. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191
16. Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530-4
17. Zhang, Y.; Tan, Y.-W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201-4
18. Bolotin, K. I.; Sikes, K. J.; Jiang, Z.; Klima, M.; Fudenberg, G.; Hone, J.; Kim, P.; Stormer, H. L. Solid State Commun. 2008, 146, 351-355
19. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-9
20. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197-200
21. Kim, R.; Bae, M.; Kim, D. G.; Cheng, H.; Kim, B. H.; Kim, D.; Li, M.; Wu, J.; Du, F.; Kim, H.; Kim, S.; Estrada, D.; Hong, S. W.; Huang, Y.; Pop, E.; Rogers, J. A. Nano Lett. 2011, 11, 3881
22. Rutter, G. M.; Guisinger, N. P.; Crain, J. N.; Jarvis, E. A. A.; Stiles, M. D.; Li, T.; First, P. N.; Stroscio, J. A. Phys. Rev. B 2007, 76, 235416
23. Schedin, F.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Hill, E. W.; Blake, P.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 652-5
24. Ishigami, M.; Chen, J. H.; Cullen, W. G.; Fuhrer, M. S.; Williams, E. D. Nano Lett. 2007, 7, 1643-8
25. Ritter, K. A.; Lyding, J. W. Nat. Mater. 2009, 8, 235-242
26. He, K. T.; Koepke, J. C.; Barraza-Lopez, S.; Lyding, J. W. Nano Lett. 2010, 10, 3446-52
27. Cao, P.; Xu, K.; Varghese, J. O.; Heath, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2334-7
28. Mohanty, N.; Fahrenholtz, M.; Nagaraja, A.; Boyle, D.; Berry, V. Nano Lett. 2011, 11, 1270-5
29. Cao, P.; Xu, K.; Varghese, J. O.; Heath, J. R. Nano Lett. 2011, 11, 5581-6
30. Bunch, J. S.; Verbridge, S. S.; Alden, J. S.; van der Zande, A. M.; Parpia, J. M.; Craighead, H. G.; McEuen, P. L. Nano Lett. 2008, 8, 2458-2462
31. Lui, C. H.; Liu, L.; Mak, K. F.; Flynn, G. W.; Heinz, T. F. Nature 2009, 462, 339-41
32. Lee, C.; Li, Q.; Kalb, W.; Liu, X.-Z.; Berger, H.; Carpick, R. W.; Hone, J. Science 2010, 328, 76-80
33. Wood, J. D.; Schmucker, S. W.; Lyons, A. S.; Pop, E.; Lyding, J. W. Nano Lett. 2011, 11, 4547-4554
34. Li, X.; Cai, W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2009, 324, 1312-4
35. Zhang, W.; Wu, P.; Li, Z.; Yang, J. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 17782-17787
36. Bhaviripudi, S.; Jia, X.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Nano Lett. 2010, 10, 4128-33
37. Li, X.; Zhu, Y.; Cai, W.; Borysiak, M.; Han, B.; Chen, D.; Piner, R. D.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2009, 9, 4359-63
38. Wu, Z.; Chen, Z.; Du, X.; Logan, J. M.; Sippel, J.; Nikolou, M.; Kamaras, K.; Reynolds, J. R.; Tanner, D. B.; Hebard, A. F.; Rinzler, A. G. Science 2004, 305, 1273-6
39. Nair, R. R.; Blake, P.; Grigorenko, A. N.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Stauber, T.; Peres, N. M. R.; Geim, A. K. Science 2008, 320, 1308
40. Ellison, M. D.; Good, A. P.; Kinnaman, C. S.; Padgett, N. E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10640-6
41. Vedder, W.; McDonald, R. S. J. Chem. Phys. 1963, 38, 1583
42. Miranda, P.; Xu, L.; Shen, Y.; Salmeron, M. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 5876-5879
43. Kimmel, G. A.; Matthiesen, J.; Baer, M.; Mundy, C. J.; Petrik, N. G.; Smith, R. S.; Dohnálek, Z.; Kay, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12838-44
44. Donadio, D.; Cicero, G.; Schwegler, E.; Sharma, M.; Galli, G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 4170-5
45. Crupi, V.; Interdonato, S.; Longo, F.; Majolino, D.; Migliardo, P.; Venuti, V. J. Raman Spectrosc. 2008, 39, 244-249
46. Suk, J. W.; Kitt, A.; Magnuson, C. W.; Hao, Y.; Ahmed, S.; An, J.; Swan, A. K.; Goldberg, B. B.; Ruoff, R. S. ACS Nano 2011, 5, 6916-24
47. Ferrari, A. Solid State Commun. 2007, 143, 47-57
48. Lenski, D. R.; Fuhrer, M. S. J. Appl. Phys. 2011, 110, 013720
49. Huang, M.; Yan, H.; Chen, C.; Song, D.; Heinz, T. F.; Hone, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 7304-8
50. Berciaud, S.; Ryu, S.; Brus, L. E.; Heinz, T. F. Nano Lett. 2009, 9, 346-52
51. Liang, X.; Sperling, B. A.; Calizo, I.; Cheng, G.; Hacker, C. A.; Zhang, Q.; Obeng, Y.; Yan, K.; Peng, H.; Li, Q.; Zhu, X.; Yuan, H.; Hight Walker, A. R.; Liu, Z.; Peng, L.-M.; Richter, C. A. ACS Nano 2011, 5, 9144-9153
52. Malard, L. M.; Pimenta, M. A.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Phys. Rep. 2009, 473, 51-87
53. Das, A.; Pisana, S.; Chakraborty, B.; Piscanec, S.; Saha, S. K.; Waghmare, U. V.; Novoselov, K. S.; Krishnamurthy, H. R.; Geim, A. K.; Ferrari, A. C.; Sood, A. K. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 210-5
54. Lin, Y.-C.; Lu, C.-C.; Yeh, C.-H.; Jin, C.; Suenaga, K.; Chiu, P.-W. Nano Lett. 2012, 12, 414-419
55. Ni, Z.; Wang, Y.; Yu, T.; You, Y.; Shen, Z. Phys. Rev. B 2008, 77, 113407
56. Cheng, L.; Fenter, P.; Nagy, K.; Schlegel, M.; Sturchio, N. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 156103
57. Pirkle, A.; Chan, J.; Venugopal, A.; Hinojos, D.; Magnuson, C. W.; McDonnell, S.; Colombo, L.; Vogel, E. M.; Ruoff, R. S.; Wallace, R. M. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 122108
58. Chen, C.-C.; Bao, W.; Theiss, J.; Dames, C.; Lau, C. N.; Cronin, S. B. Nano Lett. 2009, 9, 4172-6
59. Huang, P. Y.; Ruiz-Vargas, C. S.; van der Zande, A. M.; Whitney, W. S.; Levendorf, M. P.; Kevek, J. W.; Garg, S.; Alden, J. S.; Hustedt, C. J.; Zhu, Y.; Park, J.; McEuen, P. L.; Muller, D. A. Nature 2011, 469, 389-92
60. Koepke, J. C.; Wood, J. D.; Estrada, D.; Ong, Z. Y.; Pop, E.; Lyding, J. W. Submitted for review, 2012.
61. Levy, N.; Burke, S. A.; Meaker, K. L.; Panlasigui, M.; Zettl, A.; Guinea, F.; Castro Neto, A. H.; Crommie, M. F. Science 2010, 329, 544-7
62. Sutter, P.; Sadowski, J. T.; Sutter, E. Phys. Rev. B 2009, 80, 245411
63. Grantab, R.; Shenoy, V. B.; Ruoff, R. S. Science 2010, 330, 946-8
64. Park, S.-H.; Sposito, G. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 085501
65. Albrecht, P. M.; Lyding, J. W. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5029
66. HiPco Carbon Single Walled Carbon Nanotubes, http://www.nanointegris.com/ en/hipco (accessed Feb 15, 2012).
67. Lyding, J. W.; Hubacek, J. S.; Tucker, J. R.; Abeln, G. C.; Shen, T.-C. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 2010
68. Shen, T. C.; Wang, C.; Abeln, G. C.; Tucker, J. R.; Lyding, J. W.; Avouris, P.; Walkup, R. E. Science 1995, 268, 1590-2
69. Xu, Y.; He, K. T.; Schmucker, S. W.; Guo, Z.; Koepke, J. C.; Wood, J. D.; Lyding, J. W.; Aluru, N. R. Nano Lett. 2011, 11, 2735-42
70. Xu, L.; Lio, A.; Hu, J.; Ogletree, D. F.; Salmeron, M. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 540-548
71. Morgenstern, K.; Rieder, K.-H. Chem. Phys. Lett. 2002, 358, 250-256
72. Gawronski, H.; Carrasco, J.; Michaelides, A.; Morgenstern, K. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 196101
73. Mehlhorn, M.; Gawronski, H.; Morgenstern, K. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 196101
74. Morgenstern, K.; Rieder, K.-H. J. Chem. Phys. 2002, 116, 5746
75. Maksymovych, P.; Dougherty, D.; Zhu, X.-Y.; Yates, J. Phys. Rev. Lett. 2007, 99
76. Odelius, M.; Bernasconi, M.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 2855-2858