Electronic and Mechanical Properties of Graphene-Germanium Interfaces Grown by Chemical Vapor Deposition

Nano Letters

Volumn 15, Issue 11, 2015, Pages 7414-7420

  Kiraly, Brian ^a,b   Jacobberger, Robert M ^c   Mannix, Andrew J ^a,b   Campbell, Gavin P ^a   Bedzyk, Michael J ^a,d   Arnold, Michael S ^c   Hersam, Mark C ^a,d   Guisinger, Nathan P ^b  

^a Northwestern University   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium   (United States)

^d NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

chemical vapor deposition; Epitaxy; Raman spectroscopy; scanning tunneling microscopy; scanning tunneling spectroscopy; surface reconstruction

Indexed keywords

ATOMS; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; DEPOSITION; EPITAXIAL GROWTH; GERMANIUM; INTERFACES (MATERIALS); MECHANICAL PROPERTIES; RAMAN SPECTROSCOPY; REPAIR; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SINGLE CRYSTALS; SPECTROSCOPY; SUBSTRATES; SURFACE RECONSTRUCTION; VAPOR DEPOSITION; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATIONS; ELECTRONIC DEVICE; ELECTRONIC INTERACTIONS; INTERFACIAL ATOMIC STRUCTURE; MATERIAL SYSTEMS; NON EQUILIBRIUM; SCANNING TUNNELING SPECTROSCOPY; ULTRAHIGH VACUUM SCANNING TUNNELING MICROSCOPIES;

GRAPHENE;

EID: 84946918096     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02833     Document Type: Article

References (55)

1. Li, X.; Cai, W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E. Science 2009, 324, 1312-1314 10.1126/science.1171245
2. Kim, K. S.; Zhao, Y.; Jang, H.; Lee, S. Y.; Kim, J. M.; Kim, K. S.; Ahn, J.-H.; Kim, P.; Choi, J.-Y.; Hong, B. H. Nature 2009, 457, 706-710 10.1038/nature07719
3. Reina, A.; Jia, X.; Ho, J.; Nezich, D.; Son, H.; Bulovic, V.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Nano Lett. 2009, 9, 30-35 10.1021/nl801827v
4. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191 10.1038/nmat1849
5. Kiraly, B.; Iski, E. V.; Mannix, A. J.; Fisher, B. L.; Hersam, M. C.; Guisinger, N. P. Nat. Commun. 2013, 4, 2804 10.1038/ncomms3804
6. 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 10.1038/ncomms1702
7. Geng, D.; Wu, B.; Guo, Y.; Huang, L.; Xue, Y.; Chen, J.; Yu, G.; Jiang, L.; Hu, W.; Liu, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 7992-7996 10.1073/pnas.1200339109
8. Sun, Z.; Yan, Z.; Yao, J.; Beitler, E.; Zhu, Y.; Tour, J. M. Nature 2010, 468, 549-552 10.1038/nature09579
9. Wan, X.; Chen, K.; Liu, D.; Chen, J.; Miao, Q.; Xu, J. Chem. Mater. 2012, 24, 3906-3915 10.1021/cm301993z
10. Li, Z.; Wu, P.; Wang, C.; Fan, X.; Zhang, W.; Zhai, X.; Zeng, C.; Li, Z.; Yang, J.; Hou, J. ACS Nano 2011, 5, 3385-3390 10.1021/nn200854p
11. Ruan, G.; Sun, Z.; Peng, Z.; Tour, J. M. ACS Nano 2011, 5, 7601-7607 10.1021/nn202625c
12. Tsen, A. W.; Brown, L.; Levendorf, M. P.; Ghahari, F.; Huang, P. Y.; Havener, R. W.; Ruiz-Vargas, C. S.; Muller, D. A.; Kim, P.; Park, J. Science 2012, 336, 1143-1146 10.1126/science.1218948
13. 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 10.1126/science.1243879
14. Gao, L.; Guest, J. R.; Guisinger, N. P. Nano Lett. 2010, 10, 3512-3516 10.1021/nl1016706
15. Sutter, P. W.; Flege, J.-I.; Sutter, E. A. Nat. Mater. 2008, 7, 406-411 10.1038/nmat2166
16. Jacobberger, R. M.; Arnold, M. S. Chem. Mater. 2013, 25, 871-877 10.1021/cm303445s
17. Jacobberger, R. M.; Levesque, P. L.; Xu, F.; Wu, M.-Y.; Choubak, S.; Desjardins, P.; Martel, R.; Arnold, M. S. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 11516-11523 10.1021/jp5116355
18. Wang, G.; Zhang, M.; Zhu, Y.; Ding, G.; Jiang, D.; Guo, Q.; Liu, S.; Xie, X.; Chu, P. K.; Di, Z.; Wang, X. Sci. Rep. 2013, 3, 2465 10.1038/srep02465
19. Lee, J. H.; Lee, E. K.; Joo, W. J.; Jang, Y.; Kim, B. S.; Lim, J. Y.; Choi, S. H.; Ahn, S. J.; Ahn, J. R.; Park, M. H.; Yang, C. W.; Choi, B. L.; Hwang, S. W.; Whang, D. Science 2014, 344, 286-289 10.1126/science.1252268
20. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669 10.1126/science.1102896
21. Zhang, Y.; Tan, Y.-W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201-204 10.1038/nature04235
22. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197-200 10.1038/nature04233
23. Chung, T.-F.; He, R.; Wu, T.-L.; Chen, Y. P. Nano Lett. 2015, 15, 1203-1210 10.1021/nl504318a
24. Dean, C. R.; Young, A. F.; Meric, I.; Lee, C.; Wang, L.; Sorgenfrei, S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kim, P.; Shepard, K. L. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 722-726 10.1038/nnano.2010.172
25. Martin, J.; Akerman, N.; Ulbricht, G.; Lohmann, T.; Smet, J. H.; Klitzing; von, K.; Yacoby, A. Nat. Phys. 2008, 4, 144-148 10.1038/nphys781
26. Fratini, S.; Guinea, F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008, 77, 195415 10.1103/PhysRevB.77.195415
27. Riedl, C.; Coletti, C.; Iwasaki, T.; Zakharov, A. A.; Starke, U. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 246804 10.1103/PhysRevLett.103.246804
28. 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 10.1021/nn302729j
29. Schumacher, S.; Wehling, T. O.; Lazić, P.; Runte, S.; Förster, D. F.; Busse, C.; Petrović, M.; Kralj, M.; Blügel, S.; Atodiresei, N.; Caciuc, V.; Michely, T. Nano Lett. 2013, 13, 5013-5019 10.1021/nl402797j
30. Rahnejat, K. C.; Howard, C. A.; Shuttleworth, N. E.; Schofield, S. R.; Iwaya, K.; Hirjibehedin, C. F.; Renner, C.; Aeppli, G.; Ellerby, M. Nat. Commun. 2011, 2, 558 10.1038/ncomms1574
31. Gorbachev, R. V.; Geim, A. K.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Tudorovskiy, T.; Grigorieva, I. V.; MacDonald, A. H.; Morozov, S. V.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Ponomarenko, L. A. Nat. Phys. 2012, 8, 896-901 10.1038/nphys2441
32. Ponomarenko, L. A.; Gorbachev, R. V.; Yu, G. L.; Elias, D. C.; Jalil, R.; Patel, A. A.; Mishchenko, A.; Mayorov, A. S.; Woods, C. R.; Wallbank, J. R.; Mucha-Kruczynski, M.; Piot, B. A.; Potemski, M.; Grigorieva, I. V.; Novoselov, K. S.; Guinea, F.; Fal'ko, V. I.; Geim, A. K. Nature 2014, 497, 594-597 10.1038/nature12187
33. Dean, C. R.; Wang, L.; Maher, P.; Forsythe, C.; Ghahari, F.; Gao, Y.; Katoch, J.; Ishigami, M.; Moon, P.; Koshino, M.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Shepard, K. L.; Hone, J.; Kim, P. Nature 2013, 497, 598-602 10.1038/nature12186
34. Hunt, B.; Sanchez-Yamagishi, J. D.; Young, A. F.; Yankowitz, M.; LeRoy, B. J.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Moon, P.; Koshino, M.; Jarillo-Herrero, P.; Ashoori, R. C. Science 2013, 340, 1427-1430 10.1126/science.1237240
35. Gorbachev, R. V.; Song, J. C. W.; Yu, G. L.; Kretinin, A. V.; Withers, F.; Cao, Y.; Mishchenko, A.; Grigorieva, I. V.; Novoselov, K. S.; Levitov, L. S.; Geim, A. K. Science 2014, 346, 448-451 10.1126/science.1254966
36. Pereira, V. M.; Castro Neto, A. H.; Peres, N. M. R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 80, 045401 10.1103/PhysRevB.80.045401
37. Goerbig, M. O.; Fuchs, J.-N.; Montambaux, G.; Piéchon, F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008, 78, 045415 10.1103/PhysRevB.78.045415
38. Levy, N.; Burke, S. A.; Meaker, K. L.; Panlasigui, M.; Zettl, A.; Guinea, F.; Neto, A. C.; Crommie, M. F. Science 2010, 329, 544-547 10.1126/science.1191700
39. Gomes, K. K.; Mar, W.; Ko, W.; Guinea, F.; Manoharan, H. C. Nature 2013, 483, 306-310 10.1038/nature10941
40. Bissett, M. A.; Tsuji, M.; Ago, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 11124 10.1039/c3cp55443k
41. Lee, G.; Mai, H.; Chizhov, I.; Willis, R. F. Surf. Sci. 2000, 463, 55-65 10.1016/S0039-6028(00)00596-3
42. Zandvliet, H. J. W. Phys. Rep. 2003, 388, 1-40 10.1016/j.physrep.2003.09.001
43. Ritter, K. A.; Lyding, J. W. Nat. Mater. 2009, 8, 235-242 10.1038/nmat2378
44. Rutter, G. M.; Guisinger, N. P.; Crain, J. N.; Jarvis, E. A. A.; Stiles, M. D.; Li, T.; First, P. N.; Stroscio, J. A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 76, 235416 10.1103/PhysRevB.76.235416
45. Koepke, J. C.; Wood, J. D.; Estrada, D.; Ong, Z.-Y.; He, K. T.; Pop, E.; Lyding, J. W. ACS Nano 2013, 7, 75-86 10.1021/nn302064p
46. Zhang, Y.; Brar, V. W.; Girit, C.; Zettl, A.; Crommie, M. F. Nat. Phys. 2009, 5, 722-726 10.1038/nphys1365
47. Xue, J.; Sanchez-Yamagishi, J.; Bulmash, D.; Jacquod, P.; Deshpande, A.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Jarillo-Herrero, P.; LeRoy, B. J. Nat. Mater. 2011, 10, 282-285 10.1038/nmat2968
48. He, K. T.; Koepke, J. C.; Barraza-Lopez, S.; Lyding, J. W. Nano Lett. 2010, 10, 3446-3452 10.1021/nl101527e
49. 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, 2291-2295 10.1021/nl2005115
50. Mayorov, A. S.; Gorbachev, R. V.; Morozov, S. V.; Britnell, L.; Jalil, R.; Ponomarenko, L. A.; Blake, P.; Novoselov, K. S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Geim, A. K. Nano Lett. 2011, 11, 2396-2399 10.1021/nl200758b
51. Ahn, G.; Kim, H. R.; Ko, T. Y.; Choi, K.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Hong, B. H.; Ryu, S. ACS Nano 2013, 7, 1533-1541 10.1021/nn305306n
52. Lee, J. E.; Ahn, G.; Shim, J.; Lee, Y. S.; Ryu, S. Nat. Commun. 2012, 3, 1024 10.1038/ncomms2022
53. Doniach, S.; Sunjic, M. J. Phys. C: Solid State Phys. 1970, 3, 285 10.1088/0022-3719/3/2/010
54. van Attekum, P. M. T. M.; Wertheim, G. K. Phys. Rev. Lett. 1979, 43, 1896-1898 10.1103/PhysRevLett.43.1896
55. Cheung, T. T. P. J. Appl. Phys. 1982, 53, 6857 10.1063/1.330025