Improving graphene diffusion barriers via stacking multiple layers and grain size engineering

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 29, 2013, Pages 3638-3644

  Roy, Susmit Singha ^a   Arnold, Michael S ^a  

^a Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium   (United States)

Author keywords

chemical vapor deposition; diffusion barriers; grain boundaries; graphene; oxidation

Indexed keywords

ATOMISTIC DEFECTS; BARRIER PERFORMANCE; CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); DIFFUSION PATHWAYS; GRAIN BOUNDARY DENSITIES; GRAIN-BOUNDARY DEFECTS; HIGH TEMPERATURE; LARGE-AREA GRAPHENE;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; DEFECTS; DIFFUSION BARRIERS; GRAIN BOUNDARIES; GRAIN SIZE AND SHAPE; MONOLAYERS; OXIDATION; VAPORS;

GRAPHENE;

EID: 84881190623     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201203179     Document Type: Article

References (40)

1. J. S. Bunch, S. S. Verbridge, J. S. Alden, A. M. van der Zande, J. M. Parpia, H. G. Craighead, P. L. McEuen, Nano Lett. 2008, 8, 2458.
2. K. Kim, W. Regan, B. Geng, B. Aleman, B. M. Kessler, F. Wang, M. F. Crommie, A. Zettl, Phys. Status Solidi-R 2010, 4, 302.
3. W. A. de Heer, C. Berger, X. S. Wu, P. N. First, E. H. Conrad, X. B. Li, T. B. Li, M. Sprinkle, J. Hass, M. L. Sadowski, M. Potemski, G. Martinez, Solid State Commun. 2007, 143, 92.
4. C. Berger, Z. M. Song, T. B. Li, X. B. Li, A. Y. Ogbazghi, R. Feng, Z. T. Dai, A. N. Marchenkov, E. H. Conrad, P. N. First, W. A. de Heer, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19912.
5. X. Wang, L. J. Zhi, K. Mullen, Nano Lett. 2008, 8, 323.
6. S. Shivaraman, M. V. S. Chandrashekhar, J. J. Boeckl, M. G. Spencer, J. Electron. Mater. 2009, 38, 725.
7. 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.
8. P. Matyba, H. Yamaguchi, M. Chhowalla, N. D. Robinson, L. Edman, ACS Nano 2011, 5, 574.
9. 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.
10. A. Reina, X. T. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. B. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, J. Kong, Nano Lett. 2009, 9, 30.
11. J. W. Suk, A. Kitt, C. W. Magnuson, Y. Hao, S. Ahmed, J. An, A. K. Swan, B. B. Goldberg, R. S. Ruoff, ACS Nano 2011, 5, 6916.
12. L. G. De Arco, Y. Zhang, C. W. Schlenker, K. Ryu, M. E. Thompson, C. Zhou, ACS Nano 2010, 4, 2865.
13. D. Prasai, J. C. Tuberquia, R. R. Harl, G. K. Jennings, K. I. Bolotin, ACS Nano 2012, 6, 1102.
14. M. Topsakal, H. Sahin, S. Ciraci, Phys. Rev. B 2012, 85, 155445.
15. S. Chen, L. Brown, M. Levendorf, W. Cai, S.-Y. Ju, J. Edgeworth, X. Li, C. W. Magnuson, A. Velamakanni, R. D. Piner, J. Kang, J. Park, R. S. Ruoff, ACS Nano 2011, 5, 1321.
16. D. Kang, J. Y. Kwon, H. Cho, J.-H. Sim, H. S. Hwang, C. S. Kim, Y. J. Kim, R. S. Ruoff, H. S. Shin, ACS Nano 2012, 6, 7763.
17. S. Singha Roy, D. J. Bindl, M. S. Arnold, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 873.
18. P. Lange, M. Dorn, N. Severin, D. A. Vanden Bout, J. P. Rabe, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 23057.
19. I. P. Murray, S. J. Lou, L. J. Cote, S. Loser, C. J. Kadleck, T. Xu, J. M. Szarko, B. S. Rolczynski, J. E. Johns, J. X. Huang, L. P. Yu, L. X. Chen, T. J. Marks, M. C. Hersam, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 3006.
20. O. C. Compton, S. Kim, C. Pierre, J. M. Torkelson, S. T. Nguyen, Adv. Mater. 2010, 22, 4759.
21. L. Yu, Y.-S. Lim, J. H. Han, K. Kim, J. Y. Kim, S.-Y. Choi, K. Shin, Synth. Met. 2012, 162, 710.
22. N. T. Kirkland, T. Schiller, N. Medhekar, N. Birbilis, Corros. Sci. 2012, 56, 1.
23. B.-J. Lee, G.-H. Jeong, J. Nanosci. Nanotechnol. 2011, 11, 6084.
24. S. P. Surwade, Z. Li, H. Liu, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20600.
25. S. C. Xu, S. Irle, D. G. Musaev, M. C. Lin, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1355.
26. D. L. H. Duong, G. H. Lee, S. M. Gunes, F. Kim, E. S. Kim, S. T. Kim, H. Ta, Q. S. So, K. P. Yoon, S. J. Chae, S. J. Jo, Y. W. Park, M. H. Chae, S. H. Lim, S. C. Choi, J. Y. Lee, Y. Hee, Nature 2012, 490, 235.
27. 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.
28. J. D. Wood, S. W. Schmucker, A. S. Lyons, E. Pop, J. W. Lyding, Nano Lett. 2011, 11, 4547.
29. X. Li, Y. Zhu, W. Cai, M. Borysiak, B. Han, D. Chen, R. D. Piner, L. Colombo, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2009, 9, 4359.
30. N. S. Safron, M. Kim, P. Gopalan, M. S. Arnold, Adv. Mater. 2012, 24, 1041.
31. G. Niaura, Electrochim. Acta 2000, 45, 3507.
32. A. C. Ferrari, Solid State Commun. 2007, 143, 47.
33. L. M. Malard, M. A. Pimenta, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, Phys. Rep. 2009, 473, 51.
34. D. Graf, F. Molitor, K. Ensslin, C. Stampfer, A. Jungen, C. Hierold, L. Wirtz, Nano Lett. 2007, 7, 238.
35. S. T. Mayer, R. H. Muller, J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 426.
36. K. Kim, S. Coh, L. Z. Tan, W. Regan, J. M. Yuk, E. Chatterjee, M. F. Crommie, M. L. Cohen, S. G. Louie, A. Zettl, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 246103.
37. R. W. Havener, H. Zhuang, L. Brown, R. G. Hennig, J. Park, Nano Lett. 2012, 12, 3162.
38. J. Robinson, S. Schmucker, B. Diaconescu, J. Long, J. Culbertson, T. Ohta, A. Friedman, T. Beechem, ACS Nano 2013, 7, 637.
39. L. Liu, S. Ryu, M. R. Tomasik, E. Stolyarova, N. Jung, M. S. Hybertsen, M. L. Steigerwald, L. E. Brus, G. W. Flynn, Nano Lett. 2008, 8, 1965.
40. S. Ryu, L. Liu, S. Berciaud, Y. J. Yu, H. T. Liu, P. Kim, G. W. Flynn, L. E. Brus, Nano Lett. 2010, 10, 4944.