Semiconducting graphene: Converting graphene from semimetal to semiconductor

Nanoscale

Volumn 5, Issue 4, 2013, Pages 1353-1368

  Lu, Ganhua ^a,b   Yu, Kehan ^a,c   Wen, Zhenhai ^a   Chen, Junhong ^a  

^a University of Wisconsin Milwaukee   (United States)

^b UNIVERSITY OF ALASKA ANCHORAGE   (United States)

^c Case Western Reserve University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRONIC PROPERTIES OF GRAPHENE; EXPERIMENTAL APPROACHES; SHORT HISTORY; TUNABILITIES;

ELECTRONIC PROPERTIES; ENERGY GAP;

GRAPHENE;

GRAPHITE; METAL NANOPARTICLE;

CHEMISTRY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; REVIEW; SEMICONDUCTOR; SURFACE PROPERTY; ULTRASTRUCTURE;

ELECTRIC CONDUCTIVITY; GRAPHITE; METAL NANOPARTICLES; SEMICONDUCTORS; SURFACE PROPERTIES;

MLCS; MLOWN;

EID: 84875859546     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2nr32453a     Document Type: Review

References (118)

1. K. S. Novoselov A. K. Geim S. V. Morozov D. Jiang Y. Zhang S. V. Dubonos I. V. Grigorieva A. A. Firsov Science 2004 306 666 669
2. Y. B. Zhang Y. W. Tan H. L. Stormer P. Kim Nature 2005 438 201 204
3. A. K. Geim K. S. Novoselov Nat. Mater. 2007 6 183 191
4. I. W. Frank D. M. Tanenbaum A. M. van der Zande P. L. McEuen J. Vac. Sci. Technol., B: Microelectron. Nanometer Struct. 2007 25 2558 2561
5. A. A. Balandin S. Ghosh W. Z. Bao I. Calizo D. Teweldebrhan F. Miao C. N. Lau Nano Lett. 2008 8 902 907
6. 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
7. X. L. Li X. R. Wang L. Zhang S. W. Lee H. J. Dai Science 2008 319 1229 1232
8. Y. G. Semenov K. W. Kim J. M. Zavada Appl. Phys. Lett. 2007 91 153105
9. S. Stankovich D. A. Dikin G. H. B. Dommett K. M. Kohlhaas E. J. Zimney E. A. Stach R. D. Piner S. T. Nguyen R. S. Ruoff Nature 2006 442 282 286
10. T. Ramanathan A. A. Abdala S. Stankovich D. A. Dikin M. Herrera-Alonso R. D. Piner D. H. Adamson H. C. Schniepp X. Chen R. S. Ruoff S. T. Nguyen I. A. Aksay R. K. Prud'homme L. C. Brinson Nat. Nanotechnol. 2008 3 327 331
11. S. G. Wang J. J. Wang P. Miraldo M. Y. Zhu R. Outlaw K. Hou X. Zhao B. C. Holloway D. Manos T. Tyler O. Shenderova M. Ray J. Dalton G. McGuire Appl. Phys. Lett. 2006 89 183103
12. F. Schedin A. K. Geim S. V. Morozov E. W. Hill P. Blake M. I. Katsnelson K. S. Novoselov Nat. Mater. 2007 6 652 655
13. J. T. Robinson F. K. Perkins E. S. Snow Z. Q. Wei P. E. Sheehan Nano Lett. 2008 8 3137 3140
14. G. H. Lu L. E. Ocola J. H. Chen Appl. Phys. Lett. 2009 94 083111
15. J. D. Fowler M. J. Allen V. C. Tung Y. Yang R. B. Kaner B. H. Weiller ACS Nano 2009 3 301 306
16. G. H. Lu S. Park K. H. Yu R. S. Ruoff L. E. Ocola D. Rosenmann J. H. Chen ACS Nano 2011 5 1154 1164
17. H. Vedala D. C. Sorescu G. P. Kotchey A. Star Nano Lett. 2011 11 2342 2347
18. S. Mao G. H. Lu K. H. Yu Z. Bo J. H. Chen Adv. Mater. 2010 22 3521 3526
19. Y. Ohno K. Maehashi K. Matsumoto J. Am. Chem. Soc. 2010 132 18012 18013
20. J. Balapanuru J. X. Yang S. Xiao Q. L. Bao M. Jahan L. Polavarapu J. Wei Q. H. Xu K. P. Loh Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 6549 6553
21. S. Patchkovskii J. S. Tse S. N. Yurchenko L. Zhechkov T. Heine G. Seifert Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 10439 10444
22. N. Park S. Hong G. Kim S. H. Jhi J. Am. Chem. Soc. 2007 129 8999 9003
23. D. W. Boukhvalov M. I. Katsnelson A. I. Lichtenstein Phys. Rev. B: Condens. Matter 2008 77 035427
24. S. Watcharotone D. A. Dikin S. Stankovich R. Piner I. Jung G. H. B. Dommett G. Evmenenko S. E. Wu S. F. Chen C. P. Liu S. T. Nguyen R. S. Ruoff Nano Lett. 2007 7 1888 1892
25. X. Wang L. J. Zhi K. Mullen Nano Lett. 2008 8 323 327
26. 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 1708
27. S. Bae H. Kim Y. Lee X. F. Xu J. S. Park Y. Zheng J. Balakrishnan T. Lei H. R. Kim Y. I. Song Y. J. Kim K. S. Kim B. Ozyilmaz J. H. Ahn B. H. Hong S. Iijima Nat. Nanotechnol. 2010 5 574 578
28. S. De P. J. King M. Lotya A. O'Neill E. M. Doherty Y. Hernandez G. S. Duesberg J. N. Coleman Small 2010 6 458 464
29. D. R. Dreyer R. S. Ruoff C. W. Bielawski Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 9336 9344
30. 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 438 197 200
31. I. Meric M. Y. Han A. F. Young B. Ozyilmaz P. Kim K. L. Shepard Nat. Nanotechnol. 2008 3 654 659
32. P. Avouris Nano Lett. 2010 10 4285 4294
33. F. N. Xia D. B. Farmer Y. M. Lin P. Avouris Nano Lett. 2010 10 715 718
34. K. Kim J. Y. Choi T. Kim S. H. Cho H. J. Chung Nature 2011 479 338 344
35. D. Zhan J. Yan L. Lai Z. Ni L. Liu Z. Shen Adv. Mater. 2012 24 4055 4069
36. P. R. Wallace Phys. Rev. 1947 71 622 634
37. A. H. C. Neto F. Guinea N. M. R. Peres K. S. Novoselov A. K. Geim Rev. Mod. Phys. 2009 81 109 162
38. T. Ohta A. Bostwick T. Seyller K. Horn E. Rotenberg Science 2006 313 951 954
39. M. A. El-Sayed Acc. Chem. Res. 2004 37 326 333
40. M. Y. Han B. Ozyilmaz Y. B. Zhang P. Kim Phys. Rev. Lett. 2007 98 206805
41. D. V. Kosynkin A. L. Higginbotham A. Sinitskii J. R. Lomeda A. Dimiev B. K. Price J. M. Tour Nature 2009 458 872 U875
42. T. Shimizu J. Haruyama D. C. Marcano D. V. Kosinkin J. M. Tour K. Hirose K. Suenaga Nat. Nanotechnol. 2011 6 45 50
43. L. Y. Jiao L. Zhang X. R. Wang G. Diankov H. J. Dai Nature 2009 458 877 880
44. X. R. Wang H. J. Dai Nat. Chem. 2010 2 661 665
45. J. W. Bai X. F. Duan Y. Huang Nano Lett. 2009 9 2083 2087
46. A. Sinitskii J. M. Tour Appl. Phys. Lett. 2012 100 103106
47. J. W. Bai X. Zhong S. Jiang Y. Huang X. F. Duan Nat. Nanotechnol. 2010 5 190 194
48. M. Kim N. S. Safron E. Han M. S. Arnold P. Gopalan Nano Lett. 2010 10 1125 1131
49. X. G. Liang Y. S. Jung S. W. Wu A. Ismach D. L. Olynick S. Cabrini J. Bokor Nano Lett. 2010 10 2454 2460
50. A. Sinitskii J. M. Tour J. Am. Chem. Soc. 2010 132 14730 14732
51. L. A. Ponomarenko F. Schedin M. I. Katsnelson R. Yang E. W. Hill K. S. Novoselov A. K. Geim Science 2008 320 356 358
52. K. Nakada M. Fujita G. Dresselhaus M. S. Dresselhaus Phys. Rev. B: Condens. Matter 1996 54 17954 17961
53. Z. H. Chen Y. M. Lin M. J. Rooks P. Avouris Physica E 2007 40 228 232
54. P. Shemella Y. Zhang M. Mailman P. M. Ajayan S. K. Nayak Appl. Phys. Lett. 2007 91 042101
55. L. Liao J. W. Bai R. Cheng Y. C. Lin S. Jiang Y. Huang X. F. Duan Nano Lett. 2010 10 1917 1921
56. L. Liao J. W. Bai Y. C. Lin Y. Q. Qu Y. Huang X. F. Duan Adv. Mater. 2010 22 1941 1945
57. X. Y. Yang X. Dou A. Rouhanipour L. J. Zhi H. J. Rader K. Mullen J. Am. Chem. Soc. 2008 130 4216 4217
58. J. Campos-Delgado J. M. Romo-Herrera X. Jia D. A. Cullen H. Muramatsu Y. A. Kim T. Hayashi Z. Ren D. J. Smith Y. Okuno T. Ohba H. Kanoh K. Kaneko M. Endo H. Terrones M. S. Dresselhaus M. Terrones Nano Lett. 2008 8 2773 2778
59. Carbon Nanotubes: Advanced Topics in the Synthesis, Structure, Properties and Applications, ed., A. Jorio, M. S. Dresselhaus, and, G. Dresselhaus, 2008
60. Z. X. Zhang Z. Z. Sun J. Yao D. V. Kosynkin J. M. Tour J. Am. Chem. Soc. 2009 131 13460 13463
61. A. L. Higginbotham D. V. Kosynkin A. Sinitskii Z. Z. Sun J. M. Tour ACS Nano 2010 4 2059 2069
62. K. A. Ritter J. W. Lyding Nat. Mater. 2009 8 235 242
63. X. T. Jia J. Campos-Delgado M. Terrones V. Meunier M. S. Dresselhaus Nanoscale 2011 3 86 95
64. J. J. Palacios J. Fernandez-Rossier L. Brey H. A. Fertig Semicond. Sci. Technol. 2010 25 033003
65. S. Dutta S. K. Pati J. Mater. Chem. 2010 20 8207 8223
66. J. W. Bai Y. Huang Mater. Sci. Eng., R 2010 70 341 353
67. S. S. Datta D. R. Strachan S. M. Khamis A. T. C. Johnson Nano Lett. 2008 8 1912 1915
68. L. C. Campos V. R. Manfrinato J. D. Sanchez-Yamagishi J. Kong P. Jarillo-Herrero Nano Lett. 2009 9 2600 2604
69. L. Ci Z. P. Xu L. L. Wang W. Gao F. Ding K. F. Kelly B. I. Yakobson P. M. Ajayan Nano Res. 2008 1 116 122
70. L. J. Ci L. Song D. Jariwala A. L. Elias W. Gao M. Terrones P. M. Ajayan Adv. Mater. 2009 21 4487 4491
71. A. L. Elias A. R. Botello-Mendez D. Meneses-Rodriguez V. J. Gonzalez D. Ramirez-Gonzalez L. Ci E. Munoz-Sandoval P. M. Ajayan H. Terrones M. Terrones Nano Lett. 2010 10 366 372
72. T. H. Han Y. K. Huang A. T. L. Tan V. P. Dravid J. X. Huang J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15264 15267
73. X. S. Li W. W. Cai J. H. An S. Kim J. Nah D. X. Yang R. Piner A. Velamakanni I. Jung E. Tutuc S. K. Banerjee L. Colombo R. S. Ruoff Science 2009 324 1312 1314
74. W. A. de Heer C. Berger M. Ruan M. Sprinkle X. B. Li Y. K. Hu B. Q. Zhang J. Hankinson E. Conrad Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 16900 16905
75. H. C. Kim S. M. Park W. D. Hinsberg Chem. Rev. 2010 110 146 177
76. D. Y. Pan J. C. Zhang Z. Li M. H. Wu Adv. Mater. 2010 22 734 738
77. J. H. Shen Y. H. Zhu C. Chen X. L. Yang C. Z. Li Chem. Commun. 2011 47 2580 2582
78. J. Shen Y. Zhu X. Yang J. Zong J. Zhang C. Li New J. Chem. 2012 36 97 101
79. R. L. Liu D. Q. Wu X. L. Feng K. Mullen J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15221 15223
80. J. Peng W. Gao B. K. Gupta Z. Liu R. Romero-Aburto L. H. Ge L. Song L. B. Alemany X. B. Zhan G. H. Gao S. A. Vithayathil B. A. Kaipparettu A. A. Marti T. Hayashi J. J. Zhu P. M. Ajayan Nano Lett. 2012 12 844 849
81. X. Yan X. Cui L. S. Li J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5944 5945
82. Y. Li Y. Zhao H. H. Cheng Y. Hu G. Q. Shi L. M. Dai L. T. Qu J. Am. Chem. Soc. 2012 134 15 18
83. J. Lu P. S. E. Yeo C. K. Gan P. Wu K. P. Loh Nat. Nanotechnol. 2011 6 247 252
84. S. Park R. S. Ruoff Nat. Nanotechnol. 2009 4 217 224
85. A. Lerf H. Y. He M. Forster J. Klinowski J. Phys. Chem. B 1998 102 4477 4482
86. W. Cai R. D. Piner F. J. Stadermann S. Park M. A. Shaibat Y. Ishii D. Yang A. Velamakanni S. J. An M. Stoller J. An D. Chen R. S. Ruoff Science 2008 321 1815 1817
87. K. P. Loh Q. Bao G. Eda M. Chhowalla Nat. Chem. 2010 2 1015 1024
88. G. Eda C. Mattevi H. Yamaguchi H. Kim M. Chhowalla J. Phys. Chem. C 2009 113 15768 15771
89. T. Gokus R. R. Nair A. Bonetti M. Bohmler A. Lombardo K. S. Novoselov A. K. Geim A. C. Ferrari A. Hartschuh ACS Nano 2009 3 3963 3968
90. Z. T. Luo P. M. Vora E. J. Mele A. T. C. Johnson J. M. Kikkawa Appl. Phys. Lett. 2009 94 111909
91. D. Yang A. Velamakanni G. Bozoklu S. Park M. Stoller R. D. Piner S. Stankovich I. Jung D. A. Field C. A. Ventrice R. S. Ruoff Carbon 2009 47 145 152
92. A. Bagri C. Mattevi M. Acik Y. J. Chabal M. Chhowalla V. B. Shenoy Nat. Chem. 2010 2 581 587
93. Y. W. Zhu S. Murali W. W. Cai X. S. Li J. W. Suk J. R. Potts R. S. Ruoff Adv. Mater. 2010 22 3906 3924
94. K. Erickson R. Erni Z. Lee N. Alem W. Gannett A. Zettl Adv. Mater. 2010 22 4467 4472
95. C. Gomez-Navarro J. C. Meyer R. S. Sundaram A. Chuvilin S. Kurasch M. Burghard K. Kern U. Kaiser Nano Lett. 2010 10 1144 1148
96. X. L. Li G. Y. Zhang X. D. Bai X. M. Sun X. R. Wang E. Wang H. J. Dai Nat. Nanotechnol. 2008 3 538 542
97. V. Lopez R. S. Sundaram C. Gomez-Navarro D. Olea M. Burghard J. Gomez-Herrero F. Zamora K. Kern Adv. Mater. 2009 21 4683 4686
98. C. Y. Su Y. P. Xu W. J. Zhang J. W. Zhao A. P. Liu X. H. Tang C. H. Tsai Y. Z. Huang L. J. Li ACS Nano 2010 4 5285 5292
99. G. P. Kotchey B. L. Allen H. Vedala N. Yanamala A. A. Kapralov Y. Y. Tyurina J. Klein-Seetharaman V. E. Kagan A. Star ACS Nano 2011 5 2098 2108
100. O. Akhavan ACS Nano 2010 4 4174 4180
101. H. T. Liu Y. Q. Liu D. B. Zhu J. Mater. Chem. 2011 21 3335 3345
102. D. C. Elias R. R. Nair T. M. G. Mohiuddin S. V. Morozov P. Blake M. P. Halsall A. C. Ferrari D. W. Boukhvalov M. I. Katsnelson A. K. Geim K. S. Novoselov Science 2009 323 610 613
103. R. Balog B. Jorgensen L. Nilsson M. Andersen E. Rienks M. Bianchi M. Fanetti E. Laegsgaard A. Baraldi S. Lizzit Z. Sljivancanin F. Besenbacher B. Hammer T. G. Pedersen P. Hofmann L. Hornekaer Nat. Mater. 2010 9 315 319
104. E. C. Mattson H. H. Pu S. M. Cui M. A. Schofield S. Rhim G. H. Lu M. J. Nasse R. S. Ruoff M. Weinert M. Gajdardziska-Josifovska J. H. Chen C. J. Hirschmugl ACS Nano 2011 5 9710 9717
105. X. R. Wang X. L. Li L. Zhang Y. Yoon P. K. Weber H. L. Wang J. Guo H. J. Dai Science 2009 324 768 771
106. K. J. Jeon Z. Lee E. Pollak L. Moreschini A. Bostwick C. M. Park R. Mendelsberg V. Radmilovic R. Kostecki T. J. Richardson E. Rotenberg ACS Nano 2011 5 1042 1046
107. S. R. Guo M. Ghazinejad X. D. Qin H. X. Sun W. Wang F. Zaera M. Ozkan C. S. Ozkan Small 2012 8 1073 1080
108. F. Yavari C. Kritzinger C. Gaire L. Song H. Gullapalli T. Borca-Tasciuc P. M. Ajayan N. Koratkar Small 2010 6 2535 2538
109. Y. B. Zhang T. T. Tang C. Girit Z. Hao M. C. Martin A. Zettl M. F. Crommie Y. R. Shen F. Wang Nature 2009 459 820 823
110. W. J. Zhang C. T. Lin K. K. Liu T. Tite C. Y. Su C. H. Chang Y. H. Lee C. W. Chu K. H. Wei J. L. Kuo L. J. Li ACS Nano 2011 5 7517 7524
111. J. Park S. B. Jo Y. J. Yu Y. Kim W. Yang W. H. Lee H. H. Kim B. H. Hong P. Kim K. Cho K. S. Kim Adv. Mater. 2012 24 407 411
112. Z. H. Ni T. Yu Y. H. Lu Y. Y. Wang Y. P. Feng Z. X. Shen ACS Nano 2008 2 2301 2305
113. V. M. Pereira A. H. C. Neto N. M. R. Peres Phys. Rev. B: Condens. Matter 2009 80 045401
114. F. Guinea M. I. Katsnelson A. K. Geim Nat. Phys. 2010 6 30 33
115. S. M. Choi S. H. Jhi Y. W. Son Phys. Rev. B: Condens. Matter 2010 81 081407
116. V. M. Pereira A. H. C. Neto Phys. Rev. Lett. 2009 103 046801
117. S. Y. Zhou G. H. Gweon A. V. Fedorov P. N. First W. A. De Heer D. H. Lee F. Guinea A. H. C. Neto A. Lanzara Nat. Mater. 2007 6 770 775
118. Y. Lu B. Goldsmith D. R. Strachan J. H. Lim Z. T. Luo A. T. C. Johnson Small 2010 6 2748 2754