Nucleation control for large, single crystalline domains of monolayer hexagonal boron nitride via Si-doped Fe catalysts

Nano Letters

Volumn 15, Issue 3, 2015, Pages 1867-1875

  Caneva, Sabina ^a   Weatherup, Robert S ^a   Bayer, Bernhard C ^a,b   Brennan, Barry ^c   Spencer, Steve J ^c   Mingard, Ken ^c   Cabrero Vilatela, Andrea ^a   Baehtz, Carsten ^d   Pollard, Andrew J ^c   Hofmann, Stephan ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF VIENNA   (Austria)

^c NATIONAL PHYSICAL LABORATORY   (United Kingdom)

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

Author keywords

borazine (HBNH)3; chemical vapor deposition (CVD); Fe catalyst; Hexagonal boron nitride (h BN); in situ X ray diffraction (XRD); secondary ion mass spectrometry (SIMS)

Indexed keywords

BORON NITRIDE; CATALYSTS; DEPOSITION; IRON COMPOUNDS; MASS SPECTROMETRY; MONOLAYERS; NITRIDES; NUCLEATION; SECONDARY ION MASS SPECTROMETRY; SILICON; SINGLE CRYSTALS; X RAY DIFFRACTION;

BORAZINE; CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); FE CATALYST; HEXAGONAL BORON NITRIDE (H-BN); IN-SITU X-RAY DIFFRACTION;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION;

EID: 84924559543     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5046632     Document Type: Article

References (59)

1. Novoselov, K. S.; Fal'ko, V. I.; Colombo, L.; Gellert, P. R.; Schwab, M. G.; Kim, K. Nature 2012, 490, 192-200
2. Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutie, 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, O. M. G.; Terrones, M.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7, 2898-2926
3. Fiori, G.; Bonaccorso, F.; Iannaccone, G.; Palacios, T.; Neumaier, D.; Seabaugh, A.; Banerjee, S. K.; Colombo, L. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 768-779
4. Focus Issue in Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 725-807.
5. 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.; Schloegl, R.; Ducastelle, F.; Bichara, C.; Hofmann, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13698-13708
6. Patera, L.; Africh, C.; Weatherup, R.; Blume, R.; Bhardwaj, S.; Castellarin-Cudia, C.; Knop-Gericke, A.; Schloegl, R.; Comelli, G.; Hofmann, S.; Cepek, C. ACS Nano 2013, 7, 7901-7912
7. 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
8. Weatherup, R. S.; Bayer, B. C.; Blume, R.; Ducati, C.; Baehtz, C.; Schlögl, R.; Hofmann, S. Nano Lett. 2011, 11, 4154-4160
9. Li, X.; Magnuson, C. W.; Venugopal, A.; An, J.; Suk, J. W.; Han, B.; Borysiak, M.; Cai, W.; Velamakanni, A.; Zhu, Y.; Fu, L.; Vogel, E. M.; Voelkl, E.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2010, 10, 4328-4334
10. 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
11. Weatherup, R. S.; Dlubak, B.; Hofmann, S. ACS Nano 2012, 6, 9996-10003
12. Kidambi, P. R.; Blume, R.; Kling, J.; Wagner, J. B.; Baehtz, C.; Weatherup, R. S.; Schloegl, R.; Bayer, B. C.; Hofmann, S. Chem. Mater. 2014, 26, 6380-6392
13. Lin, Y.; Connell, J. W. Nanoscale 2012, 4, 6908-6939
14. Ci, L.; Song, L.; Jin, C.; Jariwala, D.; Wu, D.; Li, Y.; Srivastava, A.; Wang, Z. F.; Storr, K.; Balicas, L.; Liu, F.; Ajayan, P. M. Nat. Mater. 2010, 9, 430-435
15. Lee, K. H.; Shin, H.-J.; Lee, J.; Lee, I.; Kim, G.-H.; Choi, J.-Y.; Kim, S.-W. Nano Lett. 2012, 12, 714-718
16. 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
17. 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
18. Kim, G.; Jang, A.-R.; Jeong, H. Y.; Lee, Z.; Kang, D. J.; Shin, H. S. Nano Lett. 2013, 13, 1834-1839
19. Gao, Y.; Ren, W.; Ma, T.; Liu, Z.; Zhang, Y.; Liu, W.-B.; Ma, L.-P.; Ma, X.; Cheng, H.-M. ACS Nano 2013, 7, 5199-5206
20. 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
21. Chatterjee, S.; Luo, Z.; Acerce, M.; Yates, D. M.; Johnson, A. T. C.; Sneddon, L. G. Chem. Mater. 2011, 23, 4414-4416
22. 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
23. 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
24. Orofeo, C. M.; Suzuki, S.; Kageshima, H.; Hibino, H. Nano Res. 2013, 6, 335-347
25. Vinogradov, N. A.; Zakharov, A. A.; Ng, M. L.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Mårtensson, N.; Preobrajenski, A. B. Langmuir 2012, 28, 1775-1781
26. Morscher, M.; Corso, M.; Greber, T.; Osterwalder, J. Surf. Sci. 2006, 600, 3280-3284
27. Ćavar, E.; Westerström, R.; Mikkelsen, A.; Lundgren, E.; Vinogradov, A. S.; Ng, M. L.; Preobrajenski, A. B.; Zakharov, A. A.; Mårtensson, N. Surf. Sci. 2008, 602, 1722-1726
28. Müller, F.; Grandthyll, S. Surf. Sci. 2013, 617, 207-210
29. Simonov, K. A.; Vinogradov, N. A.; Ng, M. L.; Vinogradov, A. S.; Mårtensson, N.; Preobrajenski, A. B. Surf. Sci. 2012, 606, 564-570
30. Allan, M. P.; Berner, S.; Corso, M.; Greber, T.; Osterwalder, J. Nanoscale Res. Lett. 2007, 2, 94-99
31. Sutter, P.; Lahiri, J.; Albrecht, P.; Sutter, E. ACS Nano 2011, 5, 7303-7309
32. Corso, M.; Auwärter, W.; Muntwiler, M.; Tamai, A.; Greber, T.; Osterwalder, J. Science 2004, 303, 217-220
33. Takahashi, T.; Itoh, H.; Takeuchi, A. J. Cryst. Growth 1979, 47, 245-250
34. 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
35. Su, C.-Y.; Chu, W.-Y.; Juang, Z.-Y.; Chen, K.-F.; Cheng, B.-M.; Chen, F.-R.; Leou, K.-C.; Tsai, C.-H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14732-14738
36. Koi, N.; Oku, T.; Nishijima, M. Solid State Commun. 2005, 136, 342-345
37. Arenal, R.; Stephan, O.; Cochon, J.; Loiseau, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 16183-16189
38. 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
39. Wriedt, H.; Gokcen, N.; Nafziger, R. Bull. Alloy Phase Diagr. 1987, 8, 355-377
40. Okamoto, H. J. Phase Equilib. Diffus. 2004, 25, 297-298
41. Raghavan, V. J. Phase Equilib. Diffus. 2007, 28, 380-381
42. 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
43. Loginova, E.; Bartelt, N. C.; Feibelman, P. J.; McCarty, K. F. New J. Phys. 2009, 11, 063046
44. 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
45. Vang, R. T.; Honkala, K.; Dahl, S.; Vestergaard, E. K.; Schnadt, J.; Laegsgaard, E.; Clausen, B. S.; Nørskov, J. K.; Besenbacher, F. Nat. Mater. 2005, 4, 160-162
46. Bendersky, L. A.; Kazantseva, N. V.; Kattner, U. R.; Wang, K.; Oleshko, V. P.; Hunter, D.; Takeuchi, I. Acta Mater. 2013, 61, 4180-4190
47. Liehr, M. J. Vac. Sci. Technol. A 1987, 5, 1559-1562
48. Zhang, C.-H.; Wan, H.-J.; Yang, Y.; Xiang, H.-W.; Li, Y.-W. Catal. Commun. 2006, 7, 733-738
49. Schuster, J. C. ASM Int. 1992, 32-37
50. Lacaze, J.; Sundman, B. Metall. Trans. A 1991, 22, 2211-2223
51. Fountain, R. W.; Chipman, J. Trans. Met. Soc. AIME 1962, 224, 599-606
52. Artyukhov, V. I.; Yakobson, B. I.; Hao, Y.; Ruo, R. S. Preprint at: arXiv:1405.5799.
53. Liu, Y.; Bhowmick, S.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2011, 11, 3113-3116
54. Van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Chenet, D. A.; Berkelbach, T. C.; You, Y.; Lee, G.-H.; Heinz, T. F.; Reichman, D. R.; Muller, D. A.; Hone, J. C. Nat. Mater. 2013, 12, 554-561
55. Zhang, Y.; Zhang, Y.; Ji, Q.; Ju, J.; Yuan, H.; Shi, J.; Gao, T. ACS Nano 2013, 7, 8963-8971
56. Gao, L.; Ren, W.; Xu, H.; Jin, L.; Wang, Z.; Ma, T.; Ma, L.-P.; Zhang, Z.; Fu, Q.; Peng, L.-M.; Bao, X.; Cheng, H.-M. Nat. Commun. 2012, 3, 699
57. Seah, M. P.; Gilmore, I. S.; Spencer, S. J. J. Elect. Spect. 2001, 120, 93-111
58. Bayer, B. C.; Baehtz, C.; Kidambi, P. R.; Weatherup, R. S.; Mangler, C.; Kotakoski, J.; Goddard, C. J. L.; Caneva, S.; Cabrero-Vilatela, A.; Meyer, J. C.; Hofmann, S. Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 143111
59. Spizzirri, P. G.; Rubanov, S.; Gauja, E.; Prawer, S. Mater. Forum 2008, 34, 161-166