Segregation phenomenon and its control in the catalytic growth of graphene

Acta Chimica Sinica

Volumn 71, Issue 3, 2013, Pages 308-322

  Zhang, Chaohua ^a   Fu, Lei ^b   Zhang, Yanfeng ^a   Liu, Zhongfan ^a  

^a PEKING UNIVERSITY   (China)

^b WUHAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Chemical vapor deposition; Doping control; Equilibrium and non equilibrium segregation; Graphene; Layer control; Segregation phenomenon

Indexed keywords

EID: 84876299486     PISSN: 05677351     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.6023/A13010023     Document Type: Article

References (88)

1. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6 (3), 183.
2. Wallace, P. R. Phys. Rev. 1947, 71 (9), 622.
3. Oshima, C.; Nagashima, A. J. Phys.: Condens. Matter 1997, 9 (1), 1.
4. 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 (5296), 666.
5. 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 (7065), 197.
6. Zhang, Y. B.; Tan, Y. W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438 (7065), 201.
7. Novoselov, K. S.; Jiang, Z.; Zhang, Y.; Morozov, S. V.; Stormer, H. L.; Zeitler, U.; Maan, J. C.; Boebinger, G. S.; Kim, P.; Geim, A. K. Science 2007, 315 (5817), 1379.
8. Du, X.; Skachko, I.; Barker, A.; Andrei, E. Y. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (8), 491.
9. Lee, C.; Wei, X. D.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2008, 321 (5887), 385.
10. Seol, J. H.; Jo, I.; Moore, A. L.; Lindsay, L.; Aitken, Z. H.; Pettes, M. T.; Li, X. S.; Yao, Z.; Huang, R.; Broido, D.; Mingo, N.; Ruoff, R. S.; Shi, L. Science 2010, 328 (5975), 213.
11. 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 (5881), 1308.
12. Lin, Y. M.; Valdes-Garcia, A.; Han, S. J.; Farmer, D. B.; Meric, I.; Sun, Y. N.; Wu, Y. Q.; Dimitrakopoulos, C.; Grill, A.; Avouris, P.; Jenkins, K. A. Science 2011, 332 (6035), 1294.
13. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X. F.; Park, J. S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Kim, H. R.; Song, Y. I.; Kim, Y. J.; Kim, K. S.; Ozyilmaz, B.; Ahn, J. H.; Hong, B. H.; Iijima, S. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (8), 574.
14. Yoo, E.; Kim, J.; Hosono, E.; Zhou, H.; Kudo, T.; Honma, I. Nano Lett. 2008, 8 (8), 2277.
15. Liu, C. G.; Yu, Z. N.; Neff, D.; Zhamu, A.; Jang, B. Z. Nano Lett. 2010, 10 (12), 4863.
16. Xia, F. N.; Mueller, T.; Lin, Y. M.; Valdes-Garcia, A.; Avouris, P. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (12), 839.
17. Xu, M. S.; Fujita, D.; Hanagata, N. Small 2009, 5 (23), 2638.
18. Garaj, S.; Hubbard, W.; Reina, A.; Kong, J.; Branton, D.; Golovchenko, J. A. Nature 2010, 467 (7312), 190.
19. Xu, W. G.; Ling, X.; Xiao, J. Q.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J.; Xu, H. X.; Liu, Z. F.; Zhang, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109 (24), 9281.
20. Li, X. L.; Zhang, G. Y.; Bai, X. D.; Sun, X. M.; Wang, X. R.; Wang, E.; Dai, H. J. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (9), 538.
21. Eda, G.; Fanchini, G.; Chhowalla, M. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (5), 270.
22. Tung, V. C.; Allen, M. J.; Yang, Y.; Kaner, R. B. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (1), 25.
23. Berger, C.; Song, Z. M.; Li, T. B.; Li, X. B.; Ogbazghi, A. Y.; Feng, R.; Dai, Z. T.; Marchenkov, A. N.; Conrad, E. H.; First, P. N.; de Heer, W. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (52), 19912.
24. Berger, C.; Song, Z. M.; Li, X. B.; Wu, X. S.; Brown, N.; Naud, C.; Mayou, D.; Li, T. B.; Hass, J.; Marchenkov, A. N.; Conrad, E. H.; First, P. N.; de Heer, W. A. Science 2006, 312 (5777), 1191.
25. Emtsev, K. V.; Bostwick, A.; Horn, K.; Jobst, J.; Kellogg, G. L.; Ley, L.; McChesney, J. L.; Ohta, T.; Reshanov, S. A.; Rohrl, J.; Rotenberg, E.; Schmid, A. K.; Waldmann, D.; Weber, H. B.; Seyller, T. Nat. Mater. 2009, 8 (3), 203.
26. Reina, A.; Jia, X. T.; Ho, J.; Nezich, D.; Son, H. B.; Bulovic, V.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Nano Lett. 2009, 9 (1), 30.
27. Kim, K. S.; Zhao, Y.; Jang, H.; Lee, S. Y.; Kim, J. M.; Kim, K. S.; Ahn, J. H.; Kim, P.; Choi, J. Y.; Hong, B. H. Nature 2009, 457 (7230), 706.
28. Li, X. S.; Cai, W. W.; An, J. H.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D. X.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2009, 324 (5932), 1312.
29. Liu, Z. F.; Liu, N.; Fu, L.; Dai, B. Y.; Yan, K.; Liu, X.; Zhao, R. Q.; Zhang, Y. F. Nano Lett. 2011, 11 (1), 297.
30. Lin, Y. M.; Dimitrakopoulos, C.; Jenkins, K. A.; Farmer, D. B.; Chiu, H. Y.; Grill, A.; Avouris, P. Science 2010, 327 (5966), 662.
31. Petrone, N.; Dean, C. R.; Meric, I.; van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Wang, L.; Muller, D.; Shepard, K. L.; Hone, J. Nano Lett. 2012, 12 (6), 2751.
32. Banerjee, B. C.; Walker, P. L.; Hirt, T. J. Nature 1961, 192 (480), 450.
33. Karu, A. E.; Beer, M. J. Appl. Phys. 1966, 37 (5), 2179.
34. Gamo, Y.; Nagashima, A.; Wakabayashi, M.; Terai, M.; Oshima, C. Surf. Sci. 1997, 374 (1-3), 61.
35. Wu, M. C.; Xu, Q.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem 1994, 98 (19), 5104.
36. Ueta, H.; Saida, M.; Nakai, C.; Yamada, Y.; Sasaki, M.; Yamamoto, S. Surf. Sci. 2004, 560 (1-3), 183.
37. Coraux, J.; N'Diaye, A. T.; Busse, C.; Michely, T. Nano Lett. 2008, 8 (2), 565.
38. Artyukhov, V. I.; Liu, Y. Y.; Yakobson, B. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109 (38), 15136.
39. Di, C. A.; Wei, D. C.; Yu, G.; Liu, Y. Q.; Guo, Y. L.; Zhu, D. B. Adv. Mater. 2008, 20 (17), 3289.
40. Yu, Q. K.; Lian, J.; Siriponglert, S.; Li, H.; Chen, Y. P.; Pei, S. S. Appl. Phys. Lett. 2008, 93 (11), 113103.
41. Li, X. S.; Cai, W. W.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2009, 9 (12), 4268.
42. McLellan, R. B. Scripta Metallurgica 1969, 3 (6), 389.
43. Lopez, G. A.; Mittemeijer, E. Scripta Mater. 2004, 51 (1), 1.
44. Bi, H.; Huang, F. Q.; Zhao, W.; Lu, X. J.; Chen, J.; Lin, T. Q.; Wan, D. Y.; Xie, X. M.; Jiang, M. H. Carbon 2012, 50 (8), 2703.
45. McLean, D. Grain Boundaries in Metals, London, 1957.
46. Liu, X.; Fu, L.; Liu, N.; Gao, T.; Zhang, Y. F.; Liao, L.; Liu, Z. F. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (24), 11976.
47. Zhang, C. H.; Fu, L.; Liu, N.; Liu, M. H.; Wang, Y. Y.; Liu, Z. F. Adv. Mater. 2011, 23 (8), 1020.
48. Dai, B. Y.; Fu, L.; Zou, Z. Y.; Wang, M.; Xu, H. T.; Wang, S.; Liu, Z. F. Nat. Commun. 2011, 2, 522
49. Hagstrom, S.; Lyon, H.; Somorjai, G. Phys. Rev. Lett. 1965, 15 (11), 491.
50. Lyon, H. B. J. Chem. Phys. 1967, 46 (7), 2539.
51. May, J. W. Surf. Sci. 1969, 17, 267.
52. Shelton, J. C.; Patil, H. R.; Blakely, J. M. Surf. Sci. 1974, 43 (2), 493.
53. Hamilton, J. C.; Blakely, J. M. Surf. Sci. 1980, 91 (1), 199.
54. Marchini, S.; Gunther, S.; Wintterlin, J. Phys. Rev. B 2007, 76 (7), 075429.
55. Nie, S.; Walter, A. L.; Bartelt, N. C.; Starodub, E.; Bostwick, A.; Rotenberg, E.; McCarty, K. F. ACS Nano 2011, 5 (3), 2298.
56. Odahara, G.; Otani, S.; Oshima, C.; Suzuki, M.; Yasue, T.; Koshikawa, T. Surf. Sci. 2011, 605 (11-12), 1095.
57. Sutter, P. W.; Flege, J. I.; Sutter, E. A. Nat. Mater. 2008, 7 (5), 406.
58. Pan, Y.; Zhang, H. G.; Shi, D. X.; Sun, J. T.; Du, S. X.; Liu, F.; Gao, H. J. Adv. Mater. 2009, 21 (27), 2739.
59. Starodub, E.; Maier, S.; Stass, I.; Bartelt, N. C.; Feibelman, P. J.; Salmeron, M.; McCarty, K. F. Phys. Rev. B 2009, 80 (23), 235422.
60. McCarty, K. F.; Feibelman, P. J.; Loginova, E.; Bartelt, N. C. Carbon 2009, 47 (7), 1806.
61. Cui, Y.; Fu, Q.; Bao, X. H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12 (19), 5053.
62. Murata, Y.; Nie, S.; Ebnonnasir, A.; Starodub, E.; Kappes, B. B.; McCarty, K. F.; Ciobanu, C. V.; Kodambaka, S. Phys. Rev. B 2012, 85 (20), 205443.
63. Gao, J. H.; Ishida, N.; Scott, I.; Fujita, D. Carbon 2012, 50 (4), 1674.
64. Gao, J. H.; Sagisaka, K.; Kitahara, M.; Xu, M. S.; Miyamoto, S.; Fujita, D. Nanotechnology 2012, 23 (5), 055704.
65. Xu, M. S.; Fujita, D.; Sagisaka, K.; Watanabe, E.; Hanagata, N. ACS Nano 2011, 5 (2), 1522.
66. Pollard, A. J.; Nair, R. R.; Sabki, S. N.; Staddon, C. R.; Perdigao, L. M. A.; Hsu, C. H.; Garfitt, J. M.; Gangopadhyay, S.; Gleeson, H. F.; Geim, A. K.; Beton, P. H. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (38), 16565.
67. Garaj, S.; Hubbard, W.; Golovchenko, J. A. Appl. Phys. Lett. 2010, 97 (18), 183103.
68. Jiao, L. Y.; Fan, B.; Xian, X. J.; Wu, Z. Y.; Zhang, J.; Liu, Z. F. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (38), 12612.
69. Zhao, R. Q.; Zhang, Y. F.; Gao, T.; Gao, Y. B.; Liu, N.; Fu, L.; Liu, Z. F. Nano Res. 2011, 4 (7), 712.
70. Hofrichter, J.; Szafranek, B. N.; Otto, M.; Echtermeyer, T. J.; Baus, M.; Majerus, A.; Geringer, V.; Ramsteiner, M.; Kurz, H. Nano Lett. 2010, 10 (1), 36.
71. Zheng, M.; Takei, K.; Hsia, B.; Fang, H.; Zhang, X. B.; Ferralis, N.; Ko, H.; Chueh, Y. L.; Zhang, Y. G.; Maboudian, R.; Javey, A. Appl. Phys. Lett. 2010, 96 (6), 063110.
72. Amini, S.; Garay, J.; Liu, G. X.; Balandin, A. A.; Abbaschian, R. J. Appl. Phys. 2010, 108 (9), 094321.
73. Schwierz, F. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (7), 487.
74. Zhang, Y. B.; Tang, T. T.; Girit, C.; Hao, Z.; Martin, M. C.; Zettl, A.; Crommie, M. F.; Shen, Y. R.; Wang, F. Nature 2009, 459 (7248), 820.
75. Taychatanapat, T.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Phys. 2011, 7 (8), 621.
76. Mattevi, C.; Kim, H.; Chhowalla, M. J. Mater. Chem. 2011, 21 (10), 3324.
77. Rasool, H. I.; Song, E. B.; Allen, M. J.; Wassei, J. K.; Kaner, R. B.; Wang, K. L.; Weiller, B. H.; Gimzewski, J. K. Nano Lett. 2011, 11 (1), 251.
78. Chen, S. S.; Cai, W. W.; Piner, R. D.; Suk, J. W.; Wu, Y. P.; Ren, Y. J.; Kang, J. Y.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2011, 11 (9), 3519.
79. Wan, D. Y.; Lin, T. Q.; Bi, H.; Huang, F. Q.; Xie, X. M.; Chen, I. W.; Jiang, M. H. Adv. Funct. Mater. 2012, 22 (5), 1033.
80. Lee, S.; Lee, K.; Zhong, Z. H. Nano Lett. 2010, 10 (11), 4702.
81. Yan, K.; Peng, H. L.; Zhou, Y.; Li, H.; Liu, Z. F. Nano Lett. 2011, 11 (3), 1106.
82. Wang, H. B.; Maiyalagan, T.; Wang, X. ACS Catal. 2012, 2 (5), 781.
83. Reina, A.; Thiele, S.; Jia, X. T.; Bhaviripudi, S.; Dresselhaus, M. S.; Schaefer, J. A.; Kong, J. Nano Res. 2009, 2 (6), 509.
84. Zhang, Y. F.; Gao, T.; Xie, S. B.; Dai, B. Y.; Fu, L.; Gao, Y. B.; Chen, Y. B.; Liu, M. X.; Liu, Z. F. Nano Res. 2012, 5 (6), 402.
85. Zhang, Y.; Gomez, L.; Ishikawa, F. N.; Madaria, A.; Ryu, K.; Wang, C. A.; Badmaev, A.; Zhou, C. W. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1 (20), 3101.
86. Yoshii, S.; Nozawa, K.; Toyoda, K.; Matsukawa, N.; Odagawa, A.; Tsujimura, A. Nano Lett. 2011, 11 (7), 2628.
87. Iwasaki, T.; Park, H. J.; Konuma, M.; Lee, D. S.; Smet, J. H.; Starke, U. Nano Lett. 2011, 11 (1), 79.
88. Ago, H.; Ito, Y.; Mizuta, N.; Yoshida, K.; Hu, B.; Orofeo, C. M.; Tsuji, M.; Ikeda, K.; Mizuno, S. ACS Nano 2010, 4 (12), 7407.