The role of external defects in chemical sensing of graphene field-effect transistors

Nano Letters

Volumn 13, Issue 5, 2013, Pages 1962-1968

  Kumar, B ^a   Min, K ^b   Bashirzadeh, M ^c   Farimani, A Barati ^b   Bae, M H ^b,d   Estrada, D ^b   Kim, Y D ^e   Yasaei, P ^a   Park, Y D ^e   Pop, E ^b   Aluru, N R ^b   Salehi Khojin, A ^a  

^a University of Illinois   (United States)

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

^c North Dakota State University   (United States)

^d Korea Research Institute of Standards and Science   (South Korea)

^e Seoul National University   (South Korea)

Author keywords

chemFETs; chemical sensors; defects; density functional theory (DFT); Graphene

Indexed keywords

CHEMICAL SENSORS; CHEMICALLY SENSITIVE FIELD EFFECT TRANSISTORS; DEFECTS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DESIGN FOR TESTABILITY; ELECTROCHEMICAL SENSORS; ELECTRONIC PROPERTIES; GRAPHENE TRANSISTORS; MOLECULAR ORBITALS; MOLECULES; SUBSTRATES;

ADSORBED MOLECULES; ELECTRICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTRONIC PROPERTIES OF GRAPHENE; GRAPHENE FIELD-EFFECT TRANSISTORS; HIGHEST OCCUPIED MOLECULAR ORBITAL; INSULATING SUBSTRATES; LOWEST UNOCCUPIED MOLECULAR ORBITAL;

GRAPHENE;

EID: 84877307892     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl304734g     Document Type: Article

References (46)

1. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V. Science 2004, 306, 666-669
2. 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
3. Booth, T. J.; Blake, P.; Nair, R. R.; Jiang, D.; Hill, E. W.; Bangert, U.; Bleloch, A.; Gass, M.; Novoselov, K. S.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K. Nano Lett. 2008, 8, 2442-2446
4. Pop, E.; Varshney, V.; Roy, A. K. MRS Bull. 2012, 37, 1273-1281
5. Balandin, A. A. Nat. Mater. 2011, 10, 569-581
6. Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. C. Nat. Photonics 2010, 4, 611-622
7. Wu, Y.; Lin, Y.; Bol, A. A.; Jenkins, K. A.; Xia, F.; Farmer, D. B.; Zhu, Y.; Avouris, P. Nature 2011, 472, 74-78
8. Chen, C.; Rosenblatt, S.; Bolotin, K. I.; Kalb, W.; Kim, P.; Kymissis, I.; Stormer, H. L.; Heinz, T. F.; Hone, J. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 861-867
9. Merchant, C. A.; Healy, K.; Wanunu, M.; Ray, V.; Peterman, N.; Bartel, J.; Fischbein, M. D.; Venta, K.; Luo, Z.; Johnson, A. T. C.; Drndić, M. Nano Lett. 2010, 10, 2915-2921
10. Venkatesan, B. M.; Estrada, D.; Banerjee, S.; Jin, X.; Dorgan, V. E.; Bae, M. H.; Aluru, N. R.; Pop, E.; Bashir, R. ACS Nano 2012, 6, 441-450
11. Schedin, F.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Hill, E. W.; Blake, P.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 652-655
12. Dean, C. R.; Young, A. F.; Meric, I.; Lee, C.; Wang, L.; Sorgenfrei, S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kim, P.; Shepard, K. L.; Hone, J. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 722-726
13. Dorgan, V. E.; Bae, M.-H.; Pop, E. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 082112-1-082112-3
14. Robinson, J. T.; Perkins, F. K.; Snow, E. S.; Wei, Z.; Sheehan, P. E. Nano Lett. 2008, 8, 3137-3140
15. Allen, M. J.; Tung, V. C.; Kaner, R. B. Chem. Rev. 2010, 110, 132-145
16. Kochmann, S.; Hirsch, T.; Wolfbeis, O. S. TrAC Trends Anal. Chem. 2012, 39, 87-113
17. Dan, Y.; Lu, Y.; Kybert, N. J.; Luo, Z.; Johnson, A. T. C. Nano Lett. 2009, 9, 1472-1475
18. Rumyantsev, S.; Liu, G.; Shur, M. S.; Potyrailo, R. A.; Balandin, A. A. Nano Lett. 2012, 12, 2294-2298
19. Salehi-Khojin, A.; Estrada, D.; Lin, K. Y.; Bae, M.-H.; Xiong, F.; Pop, E.; Masel, R. I. Adv. Mater. 2012, 24, 53-57
20. Salehi-Khojin, A.; Estrada, D.; Lin, K. Y.; Ran, K.; Haasch, R. T.; Zuo, J.-M.; Pop, E.; Masel, R. I. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 033111-1-033111-4
21. Fowler, J. D.; Allen, M. J.; Tung, V. C.; Yang, Y.; Kaner, R. B.; Weiller, B. H. ACS Nano 2009, 3, 301-306
22. Pearce, R.; Iakimov, T.; Andersson, M.; Hultman, L.; Spetz, A. L.; Yakimova, R. Sens. Actuators, B: Chem. 2011, 155, 451-455
23. Banhart, F.; Kotakoski, J.; Krasheninnikov, A. V. ACS Nano 2011, 5, 26-41
24. 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, 389-392
25. Salehi-Khojin, A.; Field, C. R.; Yeom, J.; Masel, R. I. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 163110-1-163110-3
26. Salehi-Khojin, A.; Lin, K. Y.; Field, C. R.; Masel, R. I. Science 2010, 329, 1327-1330
27. Robinson, J. A.; Snow, E. S.; Bǎdescu, Ş. C.; Reinecke, T. L.; Perkins, F. K. Nano Lett. 2006, 6, 1747-1751
28. Huang, B.; Li, Z.; Liu, Z.; Zhou, G.; Hao, S.; Wu, J.; Gu, B.-L.; Duan, W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13442-13446
29. Hajati, Y.; Blom, T.; Jafri, S. H. M.; Haldar, S.; Bhandary, S.; Shoushtari, M. Z.; Eriksson, O.; Sanyal, B.; Leifer, K. Nanotechnology 2012, 23, 505501-505506
30. Dresselhaus, M. S.; Jorio, A.; Hofmann, M.; Dresselhaus, G.; Saito, R. Nano Lett. 2010, 10, 751-758
31. Meyer, J. C.; Kisielowski, C.; Erni, R.; Rossell, M. D.; Crommie, M. F.; Zettl, A. Nano Lett. 2008, 8, 3582-3586
32. Buchowicz, G.; Stone, P. R.; Robinson, J. T.; Cress, C. D.; Beeman, J. W.; Dubon, O. D. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 32102-1-32102-3
33. Graf, D.; Molitor, F.; Ensslin, K.; Stampfer, C.; Jungen, A.; Hierold, C.; Wirtz, L. Nano Lett. 2007, 7, 238-242
34. Ryu, S.; Liu, L.; Berciaud, S.; Yu, Y.-J.; Liu, H.; Kim, P.; Flynn, G. W.; Brus, L. E. Nano Lett. 2010, 10, 4944-4951
35. Bae, M. H.; Islam, S.; Dorgan, V. E.; Pop, E. ACS Nano 2011, 5, 7936-7944
36. Lu, G.; Park, S.; Yu, K.; Ruoff, R. S.; Ocola, L. E.; Rosenmann, D.; Chen, J. ACS Nano 2011, 5, 1154-1164
37. Ganji, M. D.; Tajbakhsh, M.; Laffafchy, M. Solid State Sci. 2010, 12, 1547-1553
38. Fagan, S. B.; Souza Filho, A. G.; Lima, J. O. G.; Filho, J. M.; Ferreira, O. P.; Mazali, I. O.; Alves, O. L.; Dresselhaus, M. S. Nano Lett. 2004, 4, 1285-1288
39. Leenaerts, O.; Partoens, B.; Peeters, F. Phys. Rev. B 2008, 77, 125416-125421
40. Fan, X. F.; Zheng, W. T.; Chihaia, V.; Shen, Z. X.; Kuo, J.-L. J. Phys.: Condens. Matter 2012, 24, 305004-305013
41. Romero, H. E.; Shen, N.; Joshi, P.; Gutierrez, H. R.; Tadigadapa, S. A.; Sofo, J. O.; Eklund, P. C. ACS Nano 2008, 2, 2037-2044
42. Wehling, T. O.; Lichtenstein, A. I.; Katsnelson, M. I. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 202110-202112
43. Levesque, P. L.; Sabri, S. S.; Aguirre, C. M.; Guillemette, J.; Siaj, M.; Desjardins, P.; Szkopek, T.; Martel, R. Nano Lett. 2011, 11, 132-137
44. Pinto, H.; Jones, R.; Goss, J. P.; Briddon, P. R. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 402001-402003
45. Messina, F.; Cannas, M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6663-6667
46. Edwards, A. H. Phys. Rev. B 1991, 44, 1832-1838