In situ observations during chemical vapor deposition of hexagonal boron nitride on polycrystalline copper

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 22, 2014, Pages 6380-6392

  Kidambi, Piran R ^a   Blume, Raoul ^b   Kling, Jens ^c   Wagner, Jakob B ^c   Baehtz, Carsten ^d   Weatherup, Robert S ^a   Schloegl, Robert ^e   Bayer, Bernhard C ^a   Hofmann, Stephan ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b HAHN MEITNER INSTITUT   (Germany)

^c TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

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

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

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BORON NITRIDE; CATALYSTS; COPPER; DEPOSITION; INTERCALATION; NITRIDES; OXYGEN; X RAY DIFFRACTION; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); FUNDAMENTAL MECHANISMS; HEXAGONAL BORON NITRIDE; HEXAGONAL BORON NITRIDE (H-BN); NUCLEATION AND GROWTH; OXYGEN INTERCALATION; POLYCRYSTALLINE COPPER; SITU X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION;

EID: 84912571568     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm502603n     Document Type: Article

References (100)

1. Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutiérrez, H. R.; Heinz, T. F.; Hong, S. S.; Huang, J.; Ismach, A. F.; Johnston-Halperin, E.; Kuno, M.; Plashnitsa, V. V.; Robinson, R. D.; Ruoff, R. S.; Salahuddin, S.; Shan, J.; Shi, L.; Spencer, M. G.; Terrones, M.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7, 2898-2926
2. Xu, M.; Liang, T.; Shi, M.; Chen, H. Chem. Rev. 2013, 113, 3766-3798
3. Lin, Y.; Connell, J. W. Nanoscale 2012, 4, 6908-6939
4. Haigh, S. J.; Gholinia, A.; Jalil, R.; Romani, S.; Britnell, L.; Elias, D. C.; Novoselov, K. S.; Ponomarenko, L. A.; Geim, A. K.; Gorbachev, R. Nat. Mater. 2012, 11, 764-767
5. Roth, S.; Matsui, F.; Greber, T.; Osterwalder, J. Nano Lett. 2013, 13, 2668-2675
6. Wang, M.; Jang, S. K.; Jang, W-J.; Kim, M.; Park, S-Y.; Kim, S-W.; Kahng, S-J.; Choi, J-Y.; Ruoff, R. S.; Song, Y. J.; Lee, S. Adv. Mater. 2013, 25, 2746-2752
7. Miyata, Y.; Maeda, E.; Kamon, K.; Kitaura, R.; Sasaki, Y.; Suzuki, S.; Shinohara, H. Appl. Phys. Express 2012, 5 085102
8. Levendorf, M. P.; Kim, C-J.; Brown, L.; Huang, P. Y.; Havener, R. W.; Muller, D. A.; Park, J. Nature 2012, 488, 627-632
9. Sutter, P.; Cortes, R.; Lahiri, J.; Sutter, E. Nano Lett. 2012, 12, 4869-4874
10. Liu, L.; Park, J.; Siegel, D. A.; McCarty, K. F.; Clark, K. W.; Deng, W.; Basile, L.; Idrobo, J. C.; Li, A-P.; Gu, G. Science 2014, 343, 163-167
11. Han, G. H.; Rodríguez-Manzo, J. A.; Lee, C-W.; Kybert, N. J.; Lerner, M. B.; Qi, Z. J.; Dattoli, E. N.; Rappe, A. M.; Drndic, M.; Johnson, A. T. C. ACS Nano 2013, 7, 10129-10138
12. Kidambi, P. R.; Bayer, B. C.; Blume, R.; Wang, Z-J.; Baehtz, C.; Weatherup, R. S.; Willinger, M-G.; Schloegl, R.; Hofmann, S. Nano Lett. 2013, 13, 4769-4778
13. Kidambi, P. R.; Bayer, B. C.; Weatherup, R. S.; Ochs, R.; Ducati, C.; Szabó, D. V.; Hofmann, S. Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. 2011, 5, 341-343
14. 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
15. 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
16. Weatherup, R. S.; Baehtz, C.; Dlubak, B.; Bayer, B. C.; Kidambi, P. R.; Blume, R.; Schloegl, R.; Hofmann, S. Nano Lett. 2013, 13, 4624-4631
17. Kim, K.; Hsu, A.; Jia, X.; Kim, S.; Shi, Y. ACS Nano 2012, 6, 8583-8590
18. 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
19. Kubota, Y.; Watanabe, K.; Tsuda, O.; Taniguchi, T. Science 2007, 317, 932-934
20. Guo, N.; Wei, J.; Fan, L.; Jia, Y.; Liang, D.; Zhu, H.; Wang, K.; Wu, D. Nanotechnology 2012, 23 415605
21. Lee, K. H.; Shin, H-J.; Lee, J.; Lee, I-Y.; Kim, G-H.; Choi, J-Y.; Kim, S-W. Nano Lett. 2012, 12, 714-718
22. Kim, K. K.; Hsu, A.; Jia, X.; Kim, S. M.; Shi, Y.; Hofmann, M.; Nezich, D.; Rodriguez-Nieva, J. F.; Dresselhaus, M.; Palacios, T.; Kong, J. Nano Lett. 2012, 12, 161-166
23. Preobrajenski, A. B.; Vinogradov, A. S.; Ma'Rtensson, N. Surf. Sci. 2005, 582, 21-30
24. Song, L.; Ci, L.; Lu, H.; Sorokin, P. B.; Jin, C.; Ni, J.; Kvashnin, A. G.; Kvashnin, D. G.; Lou, J.; Yakobson, B. I.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2010, 10, 3209-3215
25. Ismach, A.; Chou, H.; Ferrer, D. a; Wu, Y.; McDonnell, S.; Floresca, H. C.; Covacevich, A.; Pope, C.; Piner, R.; Kim, M. J.; Wallace, R. M.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. ACS Nano 2012, 6, 6378-6385
26. Chatterjee, S.; Luo, Z.; Acerce, M.; Yates, D. M.; Johnson, A. T. C.; Sneddon, L. G. Chem. Mater. 2011, 23, 4414-4416
27. Shi, Y.; Hamsen, C.; Jia, X.; Kim, K. K.; Reina, A.; Hofmann, M.; Hsu, A. L.; Zhang, K.; Li, H.; Juang, Z-Y.; Dresselhaus, M. S.; Li, L-J.; Kong, J. Nano Lett. 2010, 10, 4134-4139
28. Suzuki, S.; Pallares, R. M.; Hibino, H. J. Phys. D. Appl. Phys. 2012, 45 385304
29. Orofeo, C. M.; Suzuki, S.; Kageshima, H.; Hibino, H. Nano Res. 2013, 6, 335-347
30. Kim, G.; Jang, A-R.; Jeong, H. Y.; Lee, Z.; Kang, D. J.; Shin, H. S. Nano Lett. 2013, 13, 1834-1839
31. Vinogradov, N. A.; Zakharov, A. A.; Ng, M. L.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Ma'Rtensson, N.; Preobrajenski, A. B. Langmuir 2012, 28, 1775-1781
32. Xu, M.; Fujita, D.; Chen, H.; Hanagata, N. Nanoscale 2011, 3, 2854-2858
33. Zhang, C.; Fu, L.; Zhao, S.; Zhou, Y.; Peng, H.; Liu, Z. Adv. Mater. 2014, 26, 1776-1781
34. Morscher, M.; Corso, M.; Greber, T.; Osterwalder, J. Surf. Sci. 2006, 600, 3280-3284
35. Ćavar, E.; Westerström, R.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Vinogradov, A. S.; Ng, M. L.; Preobrajenski, A. B.; Zakharov, A. A.; Ma'Rtensson, N. Surf. Sci. 2008, 602, 1722-1726
36. Sutter, P.; Lahiri, J.; Albrecht, P.; Sutter, E. ACS Nano 2011, 5, 7303-7309
37. Sutter, P.; Lahiri, J.; Zahl, P.; Wang, B.; Sutter, E. Nano Lett. 2013, 13, 276-281
38. Lu, J.; Yeo, P. S. E.; Zheng, Y.; Xu, H.; Gan, C. K.; Sullivan, M. B.; Castro Neto, A. H.; Loh, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2368-2373
39. Park, J-H.; Park, J. C.; Yun, S. J.; Kim, H.; Luong, D. H.; Kim, S. M.; Choi, S. H.; Yang, W.; Kong, J.; Kim, K. K.; Lee, Y. H. ACS Nano 2014, 8, 8520-8528
40. Liu, Z.; Gong, Y.; Zhou, W.; Ma, L.; Yu, J.; Idrobo, J. C.; Jung, J.; MacDonald, A. H.; Vajtai, R.; Lou, J.; Ajayan, P. M. Nat. Commun. 2013, 4, 2541
41. 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
42. Predel, B. Cu-N (Copper-Nitrogen). SpringerMaterials: The Landolt-Börnstein Database, http://www.springermaterials.com/docs/info/10086090-1091.html (accessed May 26, 2014).
43. Rogl, P.; Schuster, J. C. Boron-Copper-Nitrogen Ternary Alloy Phase Diagram. ASM International, http://www.asminternational.org/materials-resources/-/journal-content/56/10192/APD-B-CU-N-1100491 (accessed May 26, 2014).
44. Gamalski, A. D.; Perea, D. E.; Yoo, J.; Li, N.; Olszta, M. J.; Colby, R.; Schreiber, D. K.; Ducati, C.; Picraux, S. T.; Hofmann, S. ACS Nano 2013, 7, 7689-7697
45. Björk, M. T.; Ohlsson, B. J.; Sass, T.; Persson, A. I.; Thelander, C.; Magnusson, M. H.; Deppert, K.; Wallenberg, L. R.; Samuelson, L. Appl. Phys. Lett. 2002, 80 1058
46. Li, X.; Yin, J.; Zhou, J.; Guo, W. Nanotechnology 2014, 25 105701
47. Corso, M.; Auwärter, W.; Muntwiler, M.; Tamai, A.; Greber, T.; Osterwalder, J. Science 2004, 303, 217-220
48. Gorbachev, R. V.; Riaz, I.; Nair, R. R.; Jalil, R.; Britnell, L.; Belle, B. D.; Hill, E. W.; Novoselov, K. S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Geim, A. K.; Blake, P. Small 2011, 7, 465-468
49. Shi, Y.; Hamsen, C.; Jia, X.; Kim, K. K.; Reina, A.; Hofmann, M.; Hsu, A. L.; Zhang, K.; Li, H.; Juang, Z-Y.; Dresselhaus, M. S.; Li, L-J.; Kong, J. Nano Lett. 2010, 10, 4134-4139
50. Reich, S.; Ferrari, A.; Arenal, R.; Loiseau, A.; Bello, I.; Robertson, J. Phys. Rev. B 2005, 71, 205201
51. Widmayer, P.; Boyen, H-G.; Ziemann, P.; Reinke, P.; Oelhafen, P. Phys. Rev. B 1999, 59, 5233-5241
52. Kim, K. K.; Hsu, A.; Jia, X.; Kim, S. M.; Shi, Y.; Hofmann, M.; Nezich, D.; Rodriguez-Nieva, J. F.; Dresselhaus, M.; Palacios, T.; Kong, J. Nano Lett. 2012, 12, 161-166
53. Trehan, R. J. Vac. Sci. Technol. A: Vac., Surf., Film 1990, 8, 4026
54. Deng, J.; Chen, G.; Song, X. Int. J. Mod. Phys. B 2002, 16, 4339-4342
55. Park, K. S. J. Vac. Sci. Technol. A: Vac., Surf., Film 1997, 15, 1041
56. Joshi, S.; Ecija, D.; Koitz, R.; Iannuzzi, M.; Seitsonen, A. P.; Hutter, J.; Sachdev, H.; Vijayaraghavan, S.; Bischoff, F.; Seufert, K.; Barth, J. V.; Auwärter, W. Nano Lett. 2012, 12, 5821-5828
57. Koitz, R.; Seitsonen, A. P.; Iannuzzi, M.; Hutter, J. Nanoscale 2013, 5, 5589-5595
58. Feng, X.; Salmeron, M. Appl. Phys. Lett. 2013, 102 053116
59. Trehan, R. J. Vac. Sci. Technol. A: Vac., Surf., Film 1990, 8, 4026
60. Orlando, F.; Larciprete, R.; Lacovig, P.; Boscarato, I.; Baraldi, A.; Lizzit, S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 157-164
61. Guimon, C.; Gonbeau, D.; Pfister-Guillouzo, G.; Dugne, O.; Guette, A.; Naslain, R.; Lahaye, M. Surf. Interface Anal. 1990, 16, 440-445
62. Müller, F.; Hüfner, S.; Sachdev, H.; Gsell, S.; Schreck, M. Phys. Rev. B 2010, 82 075405
63. Rybakov, S. Y.; Sharapov, V. M.; Gavrilov, L. E. J. Phys. IV 1995, 05, C5-921 - C5-926
64. Baiker, A.; Monti, D. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1983, 87, 602-605
65. Biemolt, W.; Jansen, A. P. J.; Neurock, M.; van de Kerkhof, G. J. C. S.; van Santen, R. A. Surf. Sci. 1993, 287-288, 183-187
66. Chakrabarti, D. J.; Laughlin, D. E. Bull. Alloy Phase Diagrams 1982, 3, 45-48
67. Simonov, K. A.; Vinogradov, N. A.; Ng, M. L.; Vinogradov, A. S.; Ma'Rtensson, N.; Preobrajenski, A. B. Surf. Sci. 2012, 606, 564-570
68. 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
69. Gra'Näs, 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
70. Mu, R.; Fu, Q.; Jin, L.; Yu, L.; Fang, G.; Tan, D.; Bao, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 4856-4859
71. Sutter, P.; Sadowski, J. T.; Sutter, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8175-8179
72. Goriachko, A.; He, Y. B.; Over, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 8147-8152
73. Usachov, D.; Adamchuk, V. K.; Haberer, D.; Grüneis, A.; Sachdev, H.; Preobrajenski, A. B.; Laubschat, C.; Vyalikh, D. V. Phys. Rev. B 2010, 82 075415
74. Brugger, T.; Ma, H.; Iannuzzi, M.; Berner, S.; Winkler, A.; Hutter, J.; Osterwalder, J.; Greber, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6120-6124
75. Preobrajenski, A. B.; Nesterov, M. A.; Ng, M. L.; Vinogradov, A. S.; Ma'Rtensson, N. Chem. Phys. Lett. 2007, 446, 119-123
76. Preobrajenski, A.; Vinogradov, A.; Ng, M.; Ćavar, E.; Westerström, R.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Ma'Rtensson, N. Phys. Rev. B 2007, 75 245412
77. Vinogradov, N. A.; Schulte, K.; Ng, M. L.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Ma'Rtensson, N.; Preobrajenski, A. B. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9568-9577
78. Goriachko, A.; Zakharov, A. A.; Over, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 10423-10427
79. Hao, Y.; Bharathi, M. S.; Wang, L.; Liu, Y.; Chen, H.; Nie, S.; Wang, X.; Chou, H.; Tan, C.; Fallahazad, B.; Ramanarayan, H.; Magnuson, C. W.; Tutuc, E.; Yakobson, B. I.; McCarty, K. F.; Zhang, Y-W.; Kim, P.; Hone, J.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2013, 342, 720-723
80. Wang, L.; Wu, B.; Chen, J.; Liu, H.; Hu, P.; Liu, Y. Adv. Mater. 2014, 26, 1559-1564
81. Tay, R. Y.; Griep, M. H.; Mallick, G.; Tsang, S. H.; Singh, R. S.; Tumlin, T.; Teo, E. H. T.; Karna, S. P. Nano Lett. 2014, 14, 839-846
82. Weatherup, R. S.; Amara, H.; Blume, R.; Dlubak, B.; Bayer, B. C.; Diarra, M.; Bahri, M.; Cabrero-Vilatela, A.; Caneva, S.; Kidambi, P. R.; Martin, M-B.; Deranlot, C.; Seneor, P.; Schlögl, R.; Ducastelle, F.; Bichara, C.; Hofmann, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13698-13708
83. Usachov, D.; Fedorov, A.; Vilkov, O.; Adamchuk, V. K.; Yashina, L. V.; Bondarenko, L.; Saranin, A. A.; Grüneis, A.; Vyalikh, D. V. Phys. Rev. B 2012, 86 155151
84. Hubacek, M.; Sato, T. J. Mater. Sci. 1997, 2, 3293-3297
85. Lee, K.; Kim, Y.; Tosa, M. Appl. Surf. Sci. 2001, 170, 420-424
86. Nie, S.; Wu, W.; Xing, S.; Yu, Q.; Bao, J.; Pei, S.; McCarty, K. F. New J. Phys. 2012, 14 093028
87. Suenaga, K.; Kobayashi, H.; Koshino, M. Phys. Rev. Lett. 2012, 108 075501
88. Caretti, I.; Jiménez, I. J. Appl. Phys. 2011, 110 023511
89. Gibb, A. L.; Alem, N.; Chen, J.; Erickson, K. J.; Ciston, J.; Gautam, A.; Linck, M.; Zettl, A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6758-6761
90. Meyer, J. C.; Chuvilin, A.; Algara-Siller, G.; Biskupek, J.; Kaiser, U. Nano Lett. 2009, 9, 2683-2689
91. Kotakoski, J.; Jin, C. H.; Lehtinen, O.; Suenaga, K.; Krasheninnikov, A. V. Phys. Rev. B 2010, 82 113404
92. Cun, H.; Iannuzzi, M.; Hemmi, A.; Osterwalder, J.; Greber, T. ACS Nano 2014, 8, 7423-7431
93. Slotman, G. J.; Fasolino, A. J. Phys.: Condens. Matter 2013, 25 045009
94. Boutilier, M. S. H.; Sun, C.; O'Hern, S. C.; Au, H.; Hadjiconstantinou, N. G.; Karnik, R. ACS Nano 2014, 8, 841-849
95. Li, L. H.; Cervenka, J.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Chen, Y. ACS Nano 2014, 8, 1457-1462
96. Xi, K.; Kidambi, P. R.; Chen, R.; Gao, C.; Peng, X.; Ducati, C.; Hofmann, S.; Kumar, R. V. Nanoscale 2014, 6, 5746-5753
97. Dlubak, B.; Martin, M-B.; Weatherup, R. S.; Yang, H.; Deranlot, C.; Blume, R.; Schloegl, R.; Fert, A.; Anane, A.; Hofmann, S.; Seneor, P.; Robertson, J. ACS Nano 2012, 6, 10930-10934
98. Bluhm, H.; Hävecker, M.; Knop-gericke, A.; Kiskinova, M.; Schlögl, R.; Salmeron, M. MRS Bull. 2007, 32, 1022-1030
99. Meyer, J.; Kidambi, P. R.; Bayer, B. C.; Weijtens, C.; Kuhn, A.; Centeno, A.; Pesquera, A.; Zurutuza, A.; Robertson, J.; Hofmann, S. Sci. Rep. 2014, 4 5380
100. Kuruvila, A.; Kidambi, P. R.; Kling, J.; Wagner, J. B.; Robertson, J.; Hofmann, S.; Meyer, J. J. Mat. Chem. C 2014, 2, 6940-6945