Tunable carrier type and density in graphene/PbZr0.2Ti 0.8O3 hybrid structures through ferroelectric switching

Nano Letters

Volumn 13, Issue 4, 2013, Pages 1693-1698

  Baeumer, Christoph ^a   Rogers, Steven P ^a   Xu, Ruijuan ^a   Martin, Lane W ^a   Shim, Moonsub ^a  

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

Author keywords

CVD graphene; ferroelectrics; interface; PbZr0.2Ti0.8O 3; polarization reversal

Indexed keywords

CVD GRAPHENE; ENVIRONMENTAL FACTORS; FERROELECTRIC POLARIZATION; FERROELECTRIC SWITCHING; GRAPHENE ELECTRODES; HYBRID STRUCTURE; PBZR0.2TI0.8O 3; POLARIZATION REVERSALS;

FERROELECTRIC MATERIALS; FERROELECTRICITY; GRAPHITE ELECTRODES; INTERFACES (MATERIALS); POLARIZATION;

GRAPHENE;

GRAPHITE; IRON; LEAD; TITANIUM; ZIRCONIUM;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRODE; SEMICONDUCTOR;

ELECTRODES; GRAPHITE; IRON; LEAD; SEMICONDUCTORS; TITANIUM; ZIRCONIUM;

EID: 84876023933     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl4002052     Document Type: Article

References (42)

1. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-91
2. Castro Neto, A. H.; Peres, N. M. R.; Novoselov, K. S.; Geim, a. K. Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 109-162
3. Zhang, Y.; Tan, Y.-W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201-4
4. Bolotin, K. I.; Ghahari, F.; Shulman, M. D.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2009, 462, 196-9
5. Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Geim, a. K. Nat. Phys. 2006, 2, 620-625
6. 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
7. 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
8. 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
9. Schlom, D. G.; Guha, S.; Datta, S. MRS Bull. 2008, 33, 1017-1025
10. Scott, J. F. Science 2007, 315, 954-9
11. Setter, N.; Damjanovic, D.; Eng, L.; Fox, G.; Gevorgian, S.; Hong, S.; Kingon, A.; Kohlstedt, H.; Park, N. Y.; Stephenson, G. B.; Stolitchnov, I.; Taganstev, A. K.; Taylor, D. V.; Yamada, T.; Streiffer, S. J. Appl. Phys. 2006, 100, 051606
12. Dawber, M.; Scott, J. F. Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 1083-1130
13. Ahn, C. H.; Rabe, K. M.; Triscone, J.-M. Science 2004, 303, 488-91
14. Schlom, D. G.; Chen, L.-Q.; Eom, C.-B.; Rabe, K. M.; Streiffer, S. K.; Triscone, J.-M. Annu. Rev. Mater. Res. 2007, 37, 589-626
15. Martin, L. W.; Chu, Y.-H.; Ramesh, R. Mater. Sci. Eng. R 2010, 68, 89-133
16. Lee, W.; Han, H.; Lotnyk, A.; Schubert, M. A.; Senz, S.; Alexe, M.; Hesse, D.; Baik, S.; Gösele, U. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 402-7
17. Hong, X.; Hoffman, J.; Posadas, a.; Zou, K.; Ahn, C. H.; Zhu, J. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 033114
18. Hong, X.; Posadas, a.; Zou, K.; Ahn, C.; Zhu, J. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 2-5
19. Song, E. B.; Lian, B.; Min Kim, S.; Lee, S.; Chung, T.-K.; Wang, M.; Zeng, C.; Xu, G.; Wong, K.; Zhou, Y.; Rasool, H. I.; Seo, D. H.; Chung, H.-J.; Heo, J.; Seo, S.; Wang, K. L. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 042109
20. Hsieh, C.-Y.; Chen, Y.-T.; Tan, W.-J.; Chen, Y.-F.; Shih, W. Y.; Shih, W.-H. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 113507
21. Zheng, Y.; Ni, G.-X.; Toh, C.-T.; Zeng, M.-G.; Chen, S.-T.; Yao, K.; Özyilmaz, B. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 163505
22. Ni, G.; Zheng, Y.; Bae, S.; Tan, C.; Kahya, O. ACS Nano 2012, 6, 3935-3942
23. Zheng, Y.; Ni, G.-X.; Toh, C.-T.; Tan, C.-Y.; Yao, K.; Özyilmaz, B. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 5-8
24. Raghavan, S.; Stolichnov, I.; Setter, N.; Heron, J.-S.; Tosun, M.; Kis, A. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 023507
25. Xu, H.; Chen, Y.; Zhang, J.; Zhang, H. Small 2012, 8, 2833-40
26. Kim, W.; Javey, A.; Vermesh, O.; Wang, Q.; Li, Y.; Dai, H. Nano Lett. 2003, 3, 193-198
27. Pascal-Levy, Y.; Shifman, E.; Pal-Chowdhury, M.; Kalifa, I.; Rabkin, T.; Shtempluck, O.; Razin, A.; Kochetkov, V.; Yaish, Y. Phys. Rev. B 2012, 86, 115445
28. Shim, M.; Back, J.; Ozel, T.; Kwon, K.-W. Phys. Rev. B 2005, 71, 205411
29. Lee, J. S.; Ryu, S.; Yoo, K.; Choi, I. S.; Yun, W. S.; Kim, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12504-12507
30. Radosavljević, M.; Freitag, M.; Thadani, K. V.; Johnson, A. T. Nano Lett. 2002, 2, 761-764
31. Wang, H.; Wu, Y.; Cong, C.; Shang, J.; Yu, T. ACS Nano 2010, 4, 7221-8
32. Robert-Peillard, A.; Rotkin, S. V. IEEE Trans. Nanotechnol. 2005, 4, 284-288
33. Kalbac, M.; Reina-Cecco, A.; Farhat, H.; Kong, J. ACS Nano 2010, 4, 6055-6063
34. Karthik, J.; Damodaran, A. R.; Martin, L. W. Adv. Mater. 2012, 24, 1610-5
35. Wurfel, P.; Batra, I. P. Phys. Rev. B 1973, 8, 5126-5133
36. Tagantsev, A. K.; Landivar, M.; Colla, E.; Setter, N. J. Appl. Phys. 1995, 78, 2623
37. Fratini, S.; Guinea, F. Phys. Rev. B 2008, 77, 195415
38. Choi, Y. S.; Sung, J.; Kang, S. J.; Cho, S. H.; Hwang, I.; Hwang, S. K.; Huh, J.; Kim, H.-C.; Bauer, S.; Park, C. Adv. Funct. Mater. 2012, n/a-n/a
39. Paruch, P.; Posadas, a.-B.; Dawber, M.; Ahn, C. H.; McEuen, P. L. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 132901
40. Martin, J.; Akerman, N.; Ulbricht, G.; Lohmann, T.; Smet, J. H.; Von Klitzing, K.; Yacoby, a. Nat. Phys. 2007, 4, 144-148
41. Zhang, Y.; Brar, V. W.; Girit, C.; Zettl, A.; Crommie, M. F. Nat. Phys. 2009, 5, 722-726
42. Chiu, H.-Y.; Perebeinos, V.; Lin, Y.-M.; Avouris, P. Nano Lett. 2010, 10, 4634-9