Observing graphene grow: Catalyst-graphene interactions during scalable graphene growth on polycrystalline copper

Nano Letters

Volumn 13, Issue 10, 2013, Pages 4769-4778

  Kidambi, Piran R ^a   Bayer, Bernhard C ^a   Blume, Raoul ^b   Wang, Zhu Jun ^c   Baehtz, Carsten ^d   Weatherup, Robert S ^a   Willinger, Marc Georg ^c   Schloegl, Robert ^c   Hofmann, Stephan ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b HAHN MEITNER INSTITUT   (Germany)

^c FRITZ HABER INSTITUT DER MAX PLANCK GESELLSCHAFT   (Germany)

^d INSTITUTE OF ION BEAM PHYSICS AND MATERIALS RESEARCH   (Germany)

Author keywords

chemical vapor deposition (CVD); environmental scanning electron microscopy; Graphene; in situ X ray diffractometry; in situ X ray photoelectron spectroscopy; intercalation; polycrystalline copper (Cu)

Indexed keywords

BINDING ENERGY; CATALYSTS; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; COPPER; COPPER METALLOGRAPHY; HYDROCARBON REFINING; INTERCALATION; PHOTOELECTRONS; PHOTONS; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; X RAY DIFFRACTION ANALYSIS; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); ENVIRONMENTAL SCANNING ELECTRON MICROSCOPIES (ESEM); POLYCRYSTALLINE COPPER; SITU X-RAY DIFFRACTOMETRY; SITU X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

GRAPHENE;

CARBON; COPPER; GRAPHITE; NANOMATERIAL; OXYGEN;

CHEMISTRY; CRYSTALLIZATION; SURFACE PROPERTY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CARBON; COPPER; CRYSTALLIZATION; GRAPHITE; NANOSTRUCTURES; OXYGEN; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; SURFACE PROPERTIES;

MLCS; MLOWN;

EID: 84885453957     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl4023572     Document Type: Article

References (73)

1. 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, 1312-1314
2. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J.-S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Ri Kim, H.; Song, Y. I.; Kim, Y.-J.; Kim, K. S.; Ozyilmaz, B.; Ahn, J.-H.; Hong, B. H.; Iijima, S. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574-578
3. Kidambi, P. R.; Ducati, C.; Dlubak, B.; Gardiner, D.; Weatherup, R. S.; Martin, M.-B.; Seneor, P.; Coles, H.; Hofmann, S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22492-22501
4. Li, X.; Cai, W.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2009, 9, 4268-4272
5. Wofford, J. M.; Nie, S.; McCarty, K. F.; Bartelt, N. C.; Dubon, O. D. Nano Lett. 2010, 10, 4890-4896
6. Batzill, M. Surf. Sci. Rep. 2012, 67, 83-115
7. Losurdo, M.; Giangregorio, M. M.; Capezzuto, P.; Bruno, G. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 21804-21812
8. Gao, L.; Guest, J. R.; Guisinger, N. P. Nano Lett. 2010, 10, 3512-3516
9. Rasool, H. I.; Song, E. B.; Mecklenburg, M.; Regan, B. C.; Wang, K. L.; Weiller, B. H.; Gimzewski, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12536-12543
10. Robinson, Z. R.; Tyagi, P.; Mowll, T. R.; Ventrice, C. A.; Hannon, J. B. Phys. Rev. B 2012, 86, 235413
11. Wilson, N.; Marsden, A.; Saghir, M.; Bromley, C.; Schaub, R.; Costantini, G.; White, T.; Partridge, C.; Barinov, A.; Dudin, P.; Sanchez, A.; Mudd, J.; Walker, M.; Bell, G. Nano Res. 2013, 6, 99-112
12. Murdock, A. T.; Koos, A.; Britton, T. B.; Houben, L.; Batten, T.; Zhang, T.; Wilkinson, A. J.; Dunin-Borkowski, R. E.; Lekka, C. E.; Grobert, N. ACS Nano 2013, 7, 1351-1359
13. 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
14. Ma, D.; Zhang, Y.; Liu, M.; Ji, Q.; Gao, T.; Zhang, Y.; Liu, Z. Nano Res. 2013, 6, 671-678
15. Chen, S.; Brown, L.; Levendorf, M.; Cai, W.; Ju, S.-Y.; Edgeworth, J.; Li, X.; Magnuson, C. W.; Velamakanni, A.; Piner, R. D.; Kang, J.; Park, J.; Ruoff, R. S. ACS Nano 2011, 5, 1321-1327
16. Schriver, M.; Regan, W.; Gannett, W. J.; Zaniewski, A. M.; Crommie, M. F.; Zettl, A. ACS Nano 2013, 7, 5763-5768
17. Wlasny, I.; Dabrowski, P.; Rogala, M.; Kowalczyk, P.; Pasternak, I.; Strupinski, W.; Baranowski, J.; Klusek, Z. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 111601-111601
18. Lu, A.-Y.; Wei, S.-Y.; Wu, C.-Y.; Hernandez, Y.; Chen, T.-Y.; Liu, T.-H.; Pao, C.-W.; Chen, F.-R.; Li, L.-J.; Juang, Z.-Y. RSC Adv. 2012, 2, 3008-3013
19. Zhou, F.; Li, Z.; Shenoy, G. J.; Li, L.; Liu, H. ACS Nano 2013, 7, 6939-6947
20. Rafiee, J.; Mi, X.; Gullapalli, H.; Thomas, A. V.; Yavari, F.; Shi, Y.; Ajayan, P. M.; Koratkar, N. A. Nat. Mater. 2012, 11, 217-222
21. Li, Z.; Wang, Y.; Kozbial, A.; Shenoy, G.; Zhou, F.; McGinley, R.; Ireland, P.; Morganstein, B.; Kunkel, A.; Surwade, S. P. Nat. Mater. 2013, 10.1038/nmat3709
22. Raj, R.; Maroo, S. C.; Wang, E. N. Nano Lett. 2013, 13, 1509-1515
23. Malec, C. E.; Elkus, B.; Davidović, D. Solid State Commun. 2011, 151, 1791-1793
24. Liu, H.; Kondo, H.; Ohno, T. Phys. Rev. B 2012, 86, 155434
25. Dlubak, B.; Martin, M.-B.; Weatherup, R. S.; Yang, H.; Deranlot, C.; Blume, R.; Schloegl, R.; Fert, A.; Anane, A.; Hofmann, S. ACS Nano 2012, 6, 10930-10934
26. Nie, S.; Wofford, J. M.; Bartelt, N. C.; Dubon, O. D.; McCarty, K. F. Phys. Rev. B 2011, 84, 155425
27. Pirkle, A.; Chan, J.; Venugopal, A.; Hinojos, D.; Magnuson, C. W.; McDonnell, S.; Colombo, L.; Vogel, E. M.; Ruoff, R. S.; Wallace, R. M. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 122108-3
28. Walter, A. L.; Nie, S.; Bostwick, A.; Kim, K. S.; Moreschini, L.; Chang, Y. J.; Innocenti, D.; Horn, K.; McCarty, K. F.; Rotenberg, E. Phys. Rev. B 2011, 84, 195443
29. Marsden, A. J.; Asensio, M.; Avila, J.; Dudin, P.; Barinov, A.; Moras, P.; Sheverdyaeva, P. M.; White, T. W.; Maskery, I.; Costantini, G. Phys. Status Solidi RRL-Rapid Res. Lett. 2013, 7, 528-682
30. Khomyakov, P. A.; Giovannetti, G.; Rusu, P. C.; Brocks, G.; van den Brink, J.; Kelly, P. J. Phys. Rev. B 2009, 79, 195425
31. Giovannetti, G.; Khomyakov, P. A.; Brocks, G.; Karpan, V. M.; van den Brink, J.; Kelly, P. J. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 026803
32. Kong, L.; Bjelkevig, C.; Gaddam, S.; Zhou, M.; Lee, Y. H.; Han, G. H.; Jeong, H. K.; Wu, N.; Zhang, Z.; Xiao, J.; Dowben, P. A.; Kelber, J. A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21618-21624
33. Rousseau, B.; Estrade-Szwarckopf, H. Solid State Commun. 2003, 126, 583-587
34. Puglia, C.; Bennich, P.; Hasselström, J.; Brühwiler, P. A.; Nilsson, A.; Li, Z. Y.; Rudolf, P.; MaÌŠrtensson, N. Surf. Sci. 2001, 488, 1-6
35. Wu, T.; Shen, H.; Sun, L.; Cheng, B.; Liu, B.; Shen, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 2041-2047
36. Zhang, L.; Ye, Y.; Cheng, D.; Pan, H.; Zhu, J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 9259-9265
37. Weatherup, R. S.; Bayer, B. C.; Blume, R.; Ducati, C.; Baehtz, C.; Schlögl, R.; Hofmann, S. Nano Lett. 2011, 11, 4154-4160
38. Weatherup, R. S.; Bayer, B. C.; Blume, R.; Baehtz, C.; Kidambi, P. R.; Fouquet, M.; Wirth, C. T.; Schlögl, R.; Hofmann, S. ChemPhysChem 2012, 13, 2544-2549
39. Tobin, J. P.; Hirschwald, W.; Cunningham, J. Appl. Surf. Sci. 1983, 16, 441-452
40. Panzner, G.; Egert, B.; Schmidt, H. P. Surf. Sci. 1985, 151, 400-408
41. Barr, T. L. J. Phys. Chem. 1978, 82, 1801-1810
42. Deroubaix, G.; Marcus, P. Surf. Interface Anal. 1992, 18, 39-46
43. Jin, S.; Atrens, A. Appl. Phys. 1987, 42, 149-165
44. Vlassiouk, I.; Regmi, M.; Fulvio, P.; Dai, S.; Datskos, P.; Eres, G.; Smirnov, S. ACS Nano 2011, 5, 6069-6076
45. Zhang, Y.; Li, Z.; Kim, P.; Zhang, L.; Zhou, C. ACS Nano 2011, 6, 126-132
46. 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. 2010, 11, 251-256
47. Barinov, A.; Üstünel, H.; Fabris, S.; Gregoratti, L.; Aballe, L.; Dudin, P.; Baroni, S.; Kiskinova, M. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 046803
48. Zebda, A.; Sabbah, H.; Ababou-Girard, S.; Solal, F.; Godet, C. Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 4980-4991
49. Gelius, U.; Heden, P.; Hedman, J.; Lindberg, B.; Manne, R.; Nordberg, R.; Nordling, C.; Siegbahn, K. Phys. Scr. 1970, 2, 70
50. Siokou, A.; Ravani, F.; Karakalos, S.; Frank, O.; Kalbac, M.; Galiotis, C. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 9785-9790
51. Ghijsen, J.; Tjeng, L. H.; van Elp, J.; Eskes, H.; Westerink, J.; Sawatzky, G. A.; Czyzyk, M. T. Phys. Rev. B 1988, 38, 11322-11330
52. Andersson, K.; Ketteler, G.; Bluhm, H.; Yamamoto, S.; Ogasawara, H.; Pettersson, L. G. M.; Salmeron, M.; Nilsson, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14493-14499
53. Larciprete, R.; Ulstrup, S.; Lacovig, P.; Dalmiglio, M.; Bianchi, M.; Mazzola, F.; Hornekær, L.; Orlando, F.; Baraldi, A.; Hofmann, P.; Lizzit, S. ACS Nano 2012, 6, 9551-9558
54. Sutter, P.; Sadowski, J. T.; Sutter, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8175-8179
55. GraÌŠnäs, E.; Knudsen, J.; Schröder, U. A.; Gerber, T.; Busse, C.; Arman, M. A.; Schulte, K.; Andersen, J. N.; Michely, T. ACS Nano 2012, 6, 9951-9963
56. Sutter, P.; Albrecht, P.; Tong, X.; Sutter, E. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 6320-6324
57. O'Hern, S. C.; Stewart, C. A.; Boutilier, M. S.; Idrobo, J.-C.; Bhaviripudi, S.; Das, S. K.; Kong, J.; Laoui, T.; Atieh, M.; Karnik, R. ACS Nano 2012, 6, 10130-10138
58. Jeon, I.; Yang, H.; Lee, S.-H.; Heo, J.; Seo, D. H.; Shin, J.; Chung, U.-I.; Kim, Z. G.; Chung, H.-J.; Seo, S. ACS Nano 2011, 5, 1915-1920
59. Besenbacher, F.; Nørskov, J. K. Prog. Surf. Sci. 1993, 44, 5-66
60. Liu, J.; Wu, J.; Edwards, C. M.; Berrie, C. L.; Moore, D.; Chen, Z.; Maroni, V. A.; Paranthaman, M. P.; Goyal, A. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3868-3874
61. Zhou, H.; Yu, W. J.; Liu, L.; Cheng, R.; Chen, Y.; Huang, X.; Liu, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Commun. 2013, 4, 1539
62. López, G. A.; Mittemeijer, E. J. Scr. Mater. 2004, 51, 1-5
63. McLellan, R. B. Scr. Met. 1969, 3, 389-391
64. Kim, H.; Mattevi, C.; Calvo, M. R.; Oberg, J. C.; Artiglia, L.; Agnoli, S.; Hirjibehedin, C. F.; Chhowalla, M.; Saiz, E. ACS Nano 2012, 6, 3614-3623
65. Riikonen, S.; Krasheninnikov, A.; Halonen, L.; Nieminen, R. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5802-5809
66. Li, Y.; Li, M.; Gu, T.; Bai, F.; Yu, Y.; Trevor, M.; Yu, Y. Appl. Surf. Sci. 2013, 284, 207-213
67. Weatherup, R. S.; Dlubak, B.; Hofmann, S. ACS Nano 2012, 6, 9996-10003
68. Wirth, C. T.; Bayer, B. C.; Gamalski, A. D.; Esconjauregui, S.; Weatherup, R. S.; Ducati, C.; Baehtz, C.; Robertson, J.; Hofmann, S. Chem. Mater. 2012, 24, 4633-4640
69. Lee, S.; Lee, K.; Zhong, Z. Nano Lett. 2010, 10, 4702-4707
70. Bluhm, H.; Hävecker, M.; Knop-Gericke, A.; Kiskinova, M.; Schlögl, R.; Salmeron, M. MRS Bull. 2007, 32, 1022-1030
71. Seah, M. Surf. Interface Anal. 1986, 9, 85-98
72. Shirley, D. A. Phys. Rev. B 1972, 5, 4709
73. Doniach, S.; Sunjic, M. J. Phys. C: Solid State Phys. 1970, 3, 285