Grain Boundary Structures and Electronic Properties of Hexagonal Boron Nitride on Cu(111)

Nano Letters

Volumn 15, Issue 9, 2015, Pages 5804-5810

  Li, Qiucheng ^a   Zou, Xiaolong ^b,c,d   Liu, Mengxi ^a   Sun, Jingyu ^a   Gao, Yabo ^a   Qi, Yue ^a   Zhou, Xiebo ^a,e   Yakobson, Boris I ^b,c,d   Zhang, Yanfeng ^a,e   Liu, Zhongfan ^a  

^a PEKING UNIVERSITY   (China)

^b Rice University   (United States)

^c RICE UNIVERSITY   (United States)

^d RICE UNIVERSITY   (United States)

^e PEKING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Boron nitride; chemical vapor deposition; electronic properties; grain boundary; STM STS

Indexed keywords

BORON NITRIDE; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENERGY GAP; GRAIN BOUNDARIES; NITRIDES; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY;

CU(1 1 1); EXPERIMENTAL EVIDENCE; GRAIN BOUNDARY ENGINEERING; GRAIN BOUNDARY STRUCTURE; HEXAGONAL BORON NITRIDE; HEXAGONAL BORON NITRIDE (H-BN); SCANNING TUNNELING MICROSCOPY/SPECTROSCOPY; STM/STS;

ELECTRONIC PROPERTIES;

EID: 84941142880     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01852     Document Type: Article

References (53)

1. Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kanda, H. Nat. Mater. 2004, 3 (6) 404-409 10.1038/nmat1134
2. Liu, Z.; Gong, Y. J.; Zhou, W.; Ma, L. L.; Yu, J. J.; Idrobo, J. C.; Jung, J.; MacDonald, A. H.; Vajtai, R.; Lou, J.; Ajayan, P. M. Nat. Commun. 2013, 4, 2541 10.1038/ncomms3541
3. Li, L. H.; Cervenka, J.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Chen, Y. ACS Nano 2014, 8 (2) 1457-1462 10.1021/nn500059s
4. Guo, N.; Wei, J. Q.; Jia, Y.; Sun, H. H.; Wang, Y. H.; Zhao, K. H.; Shi, X. L.; Zhang, L. W.; Li, X. M.; Cao, A. Y.; Zhu, H. W.; Wang, K. L.; Wu, D. H. Nano Res. 2013, 6 (8) 602-610 10.1007/s12274-013-0336-4
5. Lee, G. H.; Yu, Y. J.; Cui, X.; Petrone, N.; Lee, C. H.; Choi, M. S.; Lee, D. Y.; Lee, C.; Yoo, W. J.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Nuckolls, C.; Kim, P.; Hone, J. ACS Nano 2013, 7 (9) 7931-7936 10.1021/nn402954e
6. Decker, R.; Wang, Y.; Brar, V. W.; Regan, W.; Tsai, H.-Z.; Wu, Q.; Gannett, W.; Zettl, A.; Crommie, M. F. Nano Lett. 2011, 11 (6) 2291-2295 10.1021/nl2005115
7. Xue, J. M.; Sanchez-Yamagishi, J.; Bulmash, D.; Jacquod, P.; Deshpande, A.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Jarillo-Herrero, P.; Leroy, B. J. Nat. Mater. 2011, 10 (4) 282-285 10.1038/nmat2968
8. 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 (5) 430-435 10.1038/nmat2711
9. Sutter, P.; Cortes, R.; Lahiri, J.; Sutter, E. Nano Lett. 2012, 12 (9) 4869-4874 10.1021/nl302398m
10. Gao, Y.; Zhang, Y.; Chen, P.; Li, Y.; Liu, M.; Gao, T.; Ma, D.; Chen, Y.; Cheng, Z.; Qiu, X.; Duan, W.; Liu, Z. Nano Lett. 2013, 13 (7) 3439 10.1021/nl4021123
11. Liu, M.; Li, Y.; Chen, P.; Sun, J.; Ma, D.; Li, Q.; Gao, T.; Gao, Y.; Cheng, Z.; Qiu, X.; Fang, Y.; Zhang, Y.; Liu, Z. Nano Lett. 2014, 14 (11) 6342-6347 10.1021/nl502780u
12. Yang, W.; Chen, G.; Shi, Z.; Liu, C.-C.; Zhang, L.; Xie, G.; Cheng, M.; Wang, D.; Yang, R.; Shi, D.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Yao, Y.; Zhang, Y.; Zhang, G. Nat. Mater. 2013, 12 (9) 792-797 10.1038/nmat3695
13. Roth, S.; Matsui, F.; Greber, T.; Osterwalder, J. Nano Lett. 2013, 13 (6) 2668-2675 10.1021/nl400815w
14. Gao, T.; Song, X.; Du, H.; Nie, Y.; Chen, Y.; Ji, Q.; Sun, J.; Yang, Y.; Zhang, Y.; Liu, Z. Nat. Commun. 2015, 6, 6835 10.1038/ncomms7835
15. Zhang, C. H.; Zhao, S. L.; Jin, C. H.; Koh, A. L.; Zhou, Y.; Xu, W. G.; Li, Q. C.; Xiong, Q. H.; Peng, H. L.; Liu, Z. F. Nat. Commun. 2015, 6, 6519 10.1038/ncomms7519
16. 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 (10) 722-726 10.1038/nnano.2010.172
17. Britnell, L.; Gorbachev, R. V.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Schedin, F.; Mishchenko, A.; Georgiou, T.; Katsnelson, M. I.; Eaves, L.; Morozov, S. V.; Peres, N. M. R.; Leist, J.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S.; Ponomarenko, L. A. Science 2012, 335 (6071) 947-950 10.1126/science.1218461
18. Levendorf, M. P.; Kim, C.-J.; Brown, L.; Huang, P. Y.; Havener, R. W.; Muller, D. A.; Park, J. Nature 2012, 488 (7413) 627-632 10.1038/nature11408
19. Li, X. S.; Cai, W. W.; An, J. H.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D. X.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2009, 324 (5932) 1312-1314 10.1126/science.1171245
20. Song, L.; Ci, L. J.; Lu, H.; Sorokin, P. B.; Jin, C. H.; Ni, J.; Kvashnin, A. G.; Kvashnin, D. G.; Lou, J.; Yakobson, B. I.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2010, 10 (8) 3209-3215 10.1021/nl1022139
21. Kim, K. K.; Hsu, A.; Jia, X. T.; Kim, S. M.; Shi, Y. S.; Hofmann, M.; Nezich, D.; Rodriguez-Nieva, J. F.; Dresselhaus, M.; Palacios, T.; Kong, J. Nano Lett. 2012, 12 (1) 161-166 10.1021/nl203249a
22. Yazyev, O. V.; Louie, S. G. Nat. Mater. 2010, 9 (10) 806-809 10.1038/nmat2830
23. Ma, C. X.; Sun, H. F.; Zhao, Y. L.; Li, B.; Li, Q. X.; Zhao, A. D.; Wang, X. P.; Luo, Y.; Yang, J. L.; Wang, B.; Hou, J. G. Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 226802 10.1103/PhysRevLett.112.226802
24. Cervenka, J.; Katsnelson, M. I.; Flipse, C. F. J. Nat. Phys. 2009, 5 (11) 840-844 10.1038/nphys1399
25. Grantab, R.; Shenoy, V. B.; Ruoff, R. S. Science 2010, 330 (6006) 946-948 10.1126/science.1196893
26. 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 (7330) 389-392 10.1038/nature09718
27. Yang, B.; Xu, H.; Lu, J.; Loh, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (34) 12041-12046 10.1021/ja5054847
28. Lahiri, J.; Lin, Y.; Bozkurt, P.; Oleynik, I. I.; Batzill, M. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (5) 326-329 10.1038/nnano.2010.53
29. Liu, Y. Y.; Zou, X. L.; Yakobson, B. I. ACS Nano 2012, 6 (8) 7053-7058 10.1021/nn302099q
30. Gibb, A. L.; Alem, N.; Chen, J.-H.; Erickson, K. J.; Ciston, J.; Gautam, A.; Linck, M.; Zettl, A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (18) 6758-6761 10.1021/ja400637n
31. Kim, G.; Jang, A. R.; Jeong, H. Y.; Lee, Z.; Kang, D. J.; Shin, H. S. Nano Lett. 2013, 13 (4) 1834-1839 10.1021/nl400559s
32. Kurasch, S.; Kotakoski, J.; Lehtinen, O.; Skákalová, V.; Smet, J.; Krill, C. E.; Krasheninnikov, A. V.; Kaiser, U. Nano Lett. 2012, 12 (6) 3168-3173 10.1021/nl301141g
33. Yakobson, B. I. Appl. Phys. Lett. 1998, 72 (8) 918-920 10.1063/1.120873
34. Zou, X.; Liu, M.; Shi, Z.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2015, 15 (5) 3495-3500 10.1021/acs.nanolett.5b00864
35. Banhart, F.; Kotakoski, J.; Krasheninnikov, A. V. ACS Nano 2011, 5 (1) 26-41 10.1021/nn102598m
36. Song, X.; Gao, J.; Nie, Y.; Gao, T.; Sun, J.; Ma, D.; Li, Q.; Chen, Y.; Jin, C.; Bachmatiuk, A.; Rümmeli, M. R.; Ding, F.; Zhang, Y.; Liu, Z. Nano Res. 2015, in press.
37. 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 (11) 5821-5828 10.1021/nl303170m
38. Yazyev, O. V.; Chen, Y. P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9 (10) 755-767 10.1038/nnano.2014.166
39. Xu, Z. W.; Li, H.; Fujisawa, K.; Kim, Y. A.; Endo, M.; Ding, F. Nanoscale 2012, 4 (1) 130-136 10.1039/C1NR10889A
40. Carlsson, J. M.; Ghiringhelli, L. M.; Fasolino, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 84 (16) 165423 10.1103/PhysRevB.84.165423
41. Zhang, Z. H.; Yang, Y.; Xu, F. B.; Wang, L. Q.; Yakobson, B. I. Adv. Funct. Mater. 2015, 25 (3) 367-373 10.1002/adfm.201403024
42. Hwang, B.; Kwon, J.; Lee, M.; Lim, S. J.; Jeon, S.; Kim, S.; Ham, U.; Song, Y. J.; Kuk, Y. Curr. Appl. Phys. 2013, 13 (7) 1365-1369 10.1016/j.cap.2013.04.018
43. Laskowski, R.; Blaha, P.; Schwarz, K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008, 78, 045409 10.1103/PhysRevB.78.045409
44. Koitz, R.; Seitsonen, A. P.; Iannuzzi, M.; Hutter, J. Nanoscale 2013, 5 (12) 5589-5595 10.1039/c3nr00709j
45. Huang, Y. L.; Chen, Y.; Zhang, W.; Quek, S. Y.; Chen, C.-H.; Li, L.-J.; Hsu, W.-T.; Chang, W.-H.; Zheng, Y. J.; Chen, W.; Wee, A. T. S. Nat. Commun. 2015, 6, 6298 10.1038/ncomms7298
46. Zou, X.; Liu, M.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2013, 13 (1) 253-258 10.1021/nl3040042
47. van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Chenet, D. A.; Berkelbach, T. C.; You, Y. M.; Lee, G. H.; Heinz, T. F.; Reichman, D. R.; Muller, D. A.; Hone, J. C. Nat. Mater. 2013, 12 (6) 554-561 10.1038/nmat3633
48. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77 (18) 3865-3868 10.1103/PhysRevLett.77.3865
49. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59 (3) 1758-1775 10.1103/PhysRevB.59.1758
50. Blochl, P. E. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 50 (24) 17953-17979 10.1103/PhysRevB.50.17953
51. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6 (1) 15-50 10.1016/0927-0256(96)00008-0
52. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 54 (16) 11169-11186 10.1103/PhysRevB.54.11169
53. Ihm, J.; Zunger, A.; Cohen, M. L. J. Phys. C: Solid State Phys. 1979, 12 (21) 4409-4422 10.1088/0022-3719/12/21/009