Graphene doping methods and device applications

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 14, Issue 2, 2014, Pages 1120-1133

  Oh, Jong Sik ^a   Kim, Kyong Nam ^a   Yeom, Geun Young ^a,b  

^a Sungkyunkwan University   (South Korea)

^b Sungkyunkwan University   (South Korea)

Author keywords

Applications; Doping; Dry doping; Electronic devices; Graphene; Wet doping

Indexed keywords

GRAPHITE; NANOMATERIAL;

CHEMISTRY; CONDUCTOMETRY; ELECTRIC CAPACITANCE; ELECTRODE; EQUIPMENT; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE; NANOTECHNOLOGY; PARTICLE SIZE; POWER SUPPLY; REVIEW; SEMICONDUCTOR; ULTRASTRUCTURE;

CONDUCTOMETRY; ELECTRIC CAPACITANCE; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTRODES; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE ANALYSIS; GRAPHITE; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; PARTICLE SIZE; TRANSISTORS, ELECTRONIC;

EID: 84894140249     PISSN: 15334880     EISSN: 15334899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2014.9118     Document Type: Review

References (109)

1. F. Miao, S. Wijeratne, Y. Zhang, U. C. Coskun, W. Bao, and C. N. Lau, Science 317, 5844 (2007).
2. S. V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson, F. Schedin, L. A. Ponomarenko, D. Jiang, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 97, 1 (2006).
3. A. K. Geim, and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 3 (2007).
4. A. A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, and C. N. Lau, Nano Lett. 8, 3 (2008).
5. J. Lee, D. Yoon, and H. Cheong, Nano Lett. 12, 9 (2012).
6. C. Lee, X. Wei, J. W. Kysar, and J. Hone, Science 321, 5887 (2008).
7. F. Withers, S. Russo, M. Dubois, and M. F. Craciun, Nanoscale Res. Lett. 6, 1 (2011).
8. X. Li, Y. Zhu, W. Cai, M. Borysiak, B. Han, D. Chen, R. D. Piner, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Nano Lett. 9, 12 (2009).
9. J. Krupka and W. Strupinski, Appl. Phys. Lett. 96, 8 (2010).
10. P. Lambin, H. Amara, F. Ducastelle, and L. Henrard, Phys. Rev. B 86, 4 (2012).
11. R. Lv, Q. Li, A. R. Botello-Méndez, T. Hayashi, B. Wang, A. Berkdemir, Q. Hao, A. L. Elías, R. Cruz-Silva, and H. R. Gutiérrez, Sci. Rep. 2, 586 (2012).
12. D. Wei, Y. Liu, Y. Wang, H. Zhang, L. Huang, and G. Yu, Nano Lett. 9, 5 (2009).
13. A. Das, S. Pisana, B. Chakraborty, S. Piscanec, S. Saha, U. Waghmare, K. Novoselov, H. Krishnamurthy, A. Geim, and A. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 4 (2008).
14. J. E. Santos, N. M. Peres, dos Santos, J. M. B. Lopes, and A. H. C. Neto, Phys. Rev. B 84, 8 (2011).
15. H. Medina, Y. Lin, D. Obergfell, and P. Chiu, Adv. Funct. Mater. 21, 14 (2011).
16. J. Ristein, Science-New York Then Washington 313, 5790 (2006).
17. W. J. Zhao, P. H. Tan, J. Zhang, and J. Liu, Phys. Rev. B 82, 245423 (2010).
18. V. M. Gun'ko, V. V. Turov, R. L. Whitby, G. P. Prykhod'ko, A. V. Turov, and S. V. Mikhalovsky, Carbon 57, 191 (2013).
19. E. Bouleghlimat, P. R. Davies, R. J. Davies, R. Howarth, J. Kulhavy, and D. J. Morgan, Carbon 61, 124 (2013).
20. N. A. Cordero and J. A. Alonso, Nanotechnology 18, 48 (2007).
21. W. Zhou, J. Vavro, N. M. Nemes, J. E. Fischer, F. Borondics, K. Kamaras, and D. Tanner, Phys. Rev. B 71, 20 (2005).
22. A. Kasry, M. A. Kuroda, G. J. Martyna, G. S. Tulevski, and A. A. Bol, ACS Nano 4, 7 (2010).
23. S. Das, P. Sudhagar, E. Ito, D. Lee, S. Nagarajan, S. Y. Lee, Y. S. Kang, and W. Choi, J. Mater. Chem. 22, 38 (2012).
24. S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y. J. Kim, K. S. Kim, B. Özyilmaz, J. H. Ahn, B. H. Lee, and S. Iijima, Nat. Nanotechnol. 5, 8 (2010).
25. D. H. Shin, J. M. Kim, C. W. Jang, J. H. Kim, S. Kim, and S. Choi, J. Appl. Phys. 113, 6 (2013).
26. K. C. Kwon, B. J. Kim, J. Lee, and S. Y. Kim, J. Mater. Chem.C 1, 13 (2013).
27. K. K. Kim, A. Reina, Y. Shi, H. Park, L. Li, Y. H. Lee, and J. Kong, Nanotechnology 21, 28 (2010).
28. K. C. Kwon, K. S. Choi, and S. Y. Kim, Adv. Funct. Mater. 22, 22 (2012).
29. T. Takahashi, H. Tokailin, and T. Sagawa, Physical Review B 32, 12 (1985).
30. S. Y. Kim, K. Hong, K. Kim, H. K. Yu, W. K. Kim, and J. L. Lee, J. Appl. Phys. 103, 076101 (2008).
31. S. M. Kim, Y. W. Jo, K. K. Kim, D. L. Duong, H. Shin, J. H. Han, J. Choi, J. Kong, and Y. H. Lee, ACS Nano 4, 11 (2010).
32. S. Tongay, K. Berke, M. Lemaitre, Z. Nasrollahi, D. Tanner, A. Hebard, and B. Appleton, Nanotechnology 22, 42 (2011).
33. I. Lee, H. Park, J. Park, J. Lee, W. Jung, H. Yu, S. Kim, G. Kim, and J. Park, Org. Electron.14, 1586 (2013).
34. P. Wei, N. Liu, H. R. Lee, E. Adijanto, L. Ci, B. D. Naab, J. Q. Zhong, J. Park, W. Chen, and Y. Cui, Nano Lett. 13, 5 (2013).
35. X. Dong, D. Fu, W. Fang, Y. Shi, P. Chen, and L. Li, Small 5, 12 (2009).
36. T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller, K. Horn, and E. Rotenberg, Science 313, 5789 (2006).
37. E. V. Castro, K. Novoselov, S. Morozov, N. Peres, J. L. Dos Santos, J. Nilsson, F. Guinea, A. Geim, and A. C. Neto, Phys. Rev. Lett. 99, 21 (2007).
38. S. Zhou, G. Gweon, A. Fedorov, P. First, W. De Heer, D. Lee, F. Guinea, A. C. Neto, and A. Lanzara, Nat. Mater. 6, 10 (2007).
39. K. F. Mak, C. H. Lui, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 102, 25 (2009).
40. Y. B. Zhang, T. T. Tang, C. Girit, Z. Hao, M. C. Martin, and A. Zettl, Nature 459, 820 (2009).
41. H. K. Min, B. Sahu, S. K. Banerjee, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. 75, 155115 (2007).
42. X. Liu, J. B. Oostinga, A. F. Morpurgo, and L. M. K. Vandersypen, Phys. Rev. 80, 121407 (2009).
43. J. R. Williams, T. Low, M. S. Lundstrom, and C. M. Marcus, Nat. Nanotechnol. 10, 1038 (2011).
44. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
45. A. Avetisyan, B. Partoens, and F. Peeters, Physical Review B 79, 3 (2009).
46. Z. Chen, I. Santoso, R. Wang, L. F. Xie, H. Y. Mao, H. Huang, Y. Z. Wang, X. Y. Gao, Z. K. Chen, D. Ma, A. T. Wee, and W. Chen, Appl. Phys. Lett. 96, 21 (2010).
47. L. Xie, X. Wang, H. Mao, R. Wang, M. Ding, Y. Wang, B. Ozyilmaz, K. P. Loh, A. T. Wee, and W. Chen, Appl. Phys. Lett. 99, 1 (2011).
48. B. Guo, Q. Liu, E. Chen, H. Zhu, L. Fang, and J. R. Gong, Nano Lett. 10, 4975 (2010).
49. D. Geng, Y. Chen, Y. Chen, Y. Li, R. Li, X. Sun, S. Ye, and S. Knights, Energ. Environ. Sci. 4, 760 (2011).
50. F. Xu, M. Minniti, C. Giallombardo, A. Cupolillo, P. Barone, A. Oliva, and L. Papagno, Surf. Sci. 601, 2819 (2007).
51. F. Xu, M. Minniti, P. Barone, A. Sindona, A. Bonanno, and A. Oliva, Carbon 46, 1489 (2008).
52. B. S. Elman, M. S.Dresselhaus, G. Dresselhaus, E. W. Maby, and H. Mazurek, Phys. Rev. 24, 1027 (1981).
53. L. Tapaszto', G. Dobrik, P. Nemes-Incze, G. Vertesy, P. Lambin, and L. P. Biro', Phys. Rev. 78, 233407 (2008).
54. E. Stolyarova, K. T. Rim, S. M. Ryu, J. Maultzsch, P. Kim, L. E. Brus, T. F. Heinz, M. S. Hybertsen, and G. W. Flynn, Proc. Natl. Acad. Sci. 104, 9209 (2007).
55. L. Tapasztó, P. Nemes-Incze, Z. Osváth, A. Darabont, P. Lambin, and L. P. Biró, Phys. Rev. 74, 235422 (2006).
56. Y.-C. Lin, C.-Y. Lin, and P.-W. Chiu, Appl. Phys. Lett. 96, 133110 (2010).
57. Q.-H. Yang, P.-X. Hou, M. Unno, S. Yamauchi, R. Saito, and T. Kyotani, Nano Lett. 5, 2465 (2005).
58. J. Szczytkoa, P. Juszynśkia, L. Teligaa, A. Stonertb, R. Ratajczakb, A. Kormanb, and A. Twardowskia, Acta Phys. Pol. 114, 1387 (2008).
59. W. Chen, S. Chen, D. C. Qi, X. Y.Gao, and A. T. S. Wee, J. Am. Chem. Soc. 129, 10418 (2007).
60. X. Wang, X. Li, L. Zhang, Y. Yoon, P. K. Weber, H. Wang, J. Guo, and H. Dai, Science 324, 768 (2009).
61. Y. H. Lu, R. Q. Wu, L. Shen, M. Yang, Z. D. Sha, Y. Q. Cai, P. M. He, and Y. P. Feng, Appl. Phys. Lett. 94 122111 (2009).
62. J. T. Robinson, J. S. Burgess, C. E. Junkermeier, S. C. Badescu, T. L. Reinecke, F. K. Perkins, M. K. Zalalutdniov, J. W. Baldwin, J. C. Culbertson, P. E. Sheehan, and E. S. Snow, Nano Lett. 10, 3001 (2010).
63. B. Li, L. Zhou, D. Wu, H. Peng, K. Yan, Y. Zhou, and Z. Liu, ACS Nano 5, 5957 (2011).
64. D. Golberg, Y. Bando, L. Bourgeois, K. Kurashima, and T. Sato, Carbon 38, 2017 (2000).
65. C. Morant, J. Andrey, P. Prieto, D. Mendiola, J. M. Sanz, and E. Elizalde, Phys. Status Sol. 203, 1069 (2006).
66. K. Suenaga, M. P. Johansson, N. Hellgren, E. Broitman, W L. R. Allenberg, C. Colliex, J. E. Sundgren, and L. Hultman, Chem. Phys. Lett. 300, 695 (1999).
67. R. I. Jafri, N. Rajalakshmi, and S. J. Ramaprabhu, Mater. Chem. 20, 7114 (2010).
68. Y. Wang, Y. Shao, D. W. Matson, J. Li, and Y. Lin, ACS Nano 4, 1790 (2010).
69. Y. Shao, S. Zhang, M. H. Engelhard, G. Li, G. Shao, Y. Wang, J. Liu, I. A. Aksay, and Y. Lin, J. Mater. Chem. 20, 7491 (2010).
70. M. Chen, H. Zhou, C. Qiu, H. Yang, F. Yu, and L. Sun, Nanotechnology 23, 115706 (2012).
71. D. C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim, and K. S. Novoselov, Science 323, 610 (2009).
72. M. Baraket, S. G. Walton, E. H. Lock, J. T. Robinson, and F. K. Perkins, Appl. Phys. Lett. 96, 231501 (2010).
73. R. Sharma, J. H. Baik, C. J. Perera, and M. S. Strano, Nano Lett. 10, 398 (2010).
74. J. Yan, Y. B. Zhang, P. Kim, and Pinczuk, Phys. Rev. Lett. 98, 166802 (2007).
75. S. Pisana, M. Lazzeri, C. Casiraghi, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and F. Mauri, Nat. Mater. 6, 198 (2007).
76. J. Wu, L. Xie, Y. Li, H. Wang, Y. Ouyang, J. Guo, and H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 133, 19668 (2011).
77. H. M. Jeong, J. W. Lee, W. H. Shin, Y. J. Choi, H. J. Shin, J. K. Kang, and J. W. Choi, Nano Lett.11, 2472 (2011).
78. L. Falkovsky, J. Phys.: Conference Series 129, 012004 (2008).
79. K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, K. S. Kim, J. Ahn, P. Kim, J. Choi, and B. H. Hong, Nature 457, 7230 (2009).
80. T. Han, Y. Lee, M. Choi, S. Woo, S. Bae, B. H. Hong, J. Ahn, and T. Lee, Nat. Photonics 6, 2 (2012).
81. J. Wu, M. Agrawal, H. A. Becerril, Z. Bao, Z. Liu, Y. Chen, and P. Peumans, ACS Nano 4, 1 (2009).
82. S. Pang, Y. Hernandez, X. Feng, and K. Müllen, Adv. Mater. 23, 25 (2011).
83. Y. Zhang, Y. Tan, H. L. Stormer, and P. Kim, Nature 438, 7065 (2005).
84. X. Hong, K. Zou, and J. Zhu, Phys. Rev. B 80, 24 (2009).
85. C. Dean, A. Young, I. Meric, C. Lee, L. Wang, S. Sorgenfrei, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Kim, and K. Shepard, Nature Nanotechnol. 5, 10 (2010).
86. K. I. Bolotin, K. Sikes, Z. Jiang, M. Klima, G. Fudenberg, J. Hone, P. Kim, and H. Stormer, Solid State Commun. 146, 9 (2008).
87. L. Panchakarla, K. Subrahmanyam, S. Saha, A. Govindaraj, H. Krishnamurthy, U. Waghmare, and C. Rao, Adv. Mater. 21, 46 (2009).
88. M. Endo, T. Hayashi, S. Hong, T. Enoki, and M. S. Dresselhaus, J. Appl. Phys. 90, 11 (2001).
89. H. Wang, Q. Wang, Y. Cheng, K. Li, Y. Yao, Q. Zhang, C. Dong, P. Wang, U. Schwingenschlögl, and W. Yang, Nano Lett. 12, 1 (2011).
90. S. Bak, K. Nam, C. Lee, K. Kim, H. Jung, X. Yang, and K. Kim, J. Mater. Chem. 21, 43 (2011).
91. W. Tang, X. Wang, Y. Hou, L. Li, H. Sun, Y. Zhu, Y. Bai, Y. Wu, K. Zhu, and T. van Ree, J. Power Sources 198, 308 (2012).
92. C. Liu, Z. Yu, D. Neff, A. Zhamu, and B. Z. Jang, Nano Lett. 10, 12 (2010).
93. J. K. Lee, K. B. Smith, C. M. Hayner, and H. H. Kung, Chem. Commun. 46, 12 (2010).
94. N. Li, G. Liu, C. Zhen, F. Li, L. Zhang, and H. Cheng, Adv. Func. Mater. 21, 9 (2011).
95. H. Wang, Y. Yang, Y. Liang, J. T. Robinson, Y. Li, A. Jackson, Y. Cui, and H. Dai, Nano Lett. 11, 7 (2011).
96. H. Xiang, K. Zhang, G. Ji, J. Y. Lee, C. Zou, X. Chen, and J. Wu, Carbon 49, 5 (2011).
97. Y. Sun, Q. Wu, and G. Shi, Energy Environmental Sci. 4, 4 (2011).
98. M. Liang, B. Luo, and L. Zhi, Int. J. Energy Res. 33, 13 (2009).
99. L. Zhang and G. Shi, J. Phys. Chem. C 115, 34 (2011).
100. H. Wang, H. S. Casalongue, Y. Liang, and H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 132, 21 (2010)
101. M. D. Stoller, S. Park, Y. Zhu, J. An, and R. S. Ruoff, Nano Lett. 8, 10 (2008).
102. S. Alwarappan, C. Liu, A. Kumar, and C. Li, J. Phys. Chem. C 114, 30 (2010).
103. Q. Zeng, J. Cheng, L. Tang, X. Liu, Y. Liu, J. Li, and J. Jiang, Adv. Func. Mater. 20, 19 (2010).
104. L. Wu, H. Chu, W. Koh, and E. Li, Optics Express 18, 14 (2010).
105. Y. Bo, H. Yang, Y. Hu, T. Yao, and S. Huang, Electrochim. Acta 56, 6 (2011).
106. Y. Bo, W. Wang, J. Qi, and S. Huang, Analyst 136, 9 (2011).
107. Z. Tang, H. Wu, J. R. Cort, G. W. Buchko, Y. Zhang, Y. Shao, I. A. Aksay, J. Liu, and Y. Lin, Small 6, 11 (2010).
108. M. Zhou, Y. Zhai, and S. Dong, Anal. Chem. 81, 14 (2009).
109. X. Kang, J. Wang, H. Wu, I. A. Aksay, J. Liu, and Y. Lin, Biosens. Bioelectron. 25, 4 (2009)