Ultrathin Single-Crystalline Boron Nanosheets for Enhanced Electro-Optical Performances

Advanced Science

Volumn 2, Issue 6, 2015, Pages

  Xu, Junqi ^a   Chang, Yangyang ^a   Gan, Lin ^a   Ma, Ying ^a   Zhai, Tianyou ^a  

^a HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

boron; field emission; field effect transistors; photoelectricity; ultrathin nanosheets

Indexed keywords

EID: 84951171936     PISSN: None     EISSN: 21983844     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/advs.201500023     Document Type: Article

References (115)

1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666;
2. J. H. Lee, E. K. Lee, W. J. Joo, Y. Jang, B. S. Kim, J. Y. Lim, S. H. Choi, S. J. Ahn, J. R. Ahn, M. H. Park, C. W. Yang, B. L. Choi, S. W. Hwang, D. Whang, Science 2014, 344, 286;
3. R. Grantab, V. B. Shenoy, R. S. Ruoff, Science 2010, 330, 946;
4. L. Y. Jiao, L. Zhang, X. R. Wang, G. Diankov, H. J. Dai, Nature 2009, 458, 877.
5. K. Takeda, K. Shiraishi, Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994, 50, 14916;
6. A. Fleurence, R. Friedlein, T. Ozaki, H. Kawai, Y. Wang, Y. Y. Takamura, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 245501;
7. D. Chiappe, C. Grazianetti, G. Tallarida, M. Fanciulli, A. Molle, Adv. Mater. 2012, 24, 5088;
8. B. Lalmi, H. Oughaddou, H. Enriquez, A. Kara, S. Vizzini, B. Ealet, B. Aufray, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 223109.
9. E. S. Reich, Nature 2014, 506, 19;
10. L. K. Li, Y. J. Yu, G. J. Ye, Q. Q. Ge, X. D. Ou, H. Wu, D. L. Feng, X. H. Chen, Y. B. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 372;
11. W. L. Lu, H. Y. Nan, J. H. Hong, Y. M. Chen, C. Zhu, Z. Liang, X. Y. Ma, Z. H. Ni, C. H. Jin, Z. Zhang, Nano Res. 2014, 7, 853;
12. H. Liu, Y. C. Du, Y. X. Deng, P. D. Ye, Chem. Soc. Rev. 2015, DOI: 10.1039/c4cs00257a.
13. M. Chhowalla, H. S. Shin, G. Eda, L. J. Li, K. P. Loh, H. Zhang, Nat. Chem. 2013, 5, 263;
14. M. S. Xu, T. Liang, M. M. Shi, H. Z. Chen, Chem. Rev. 2013, 113, 3766;
15. C. L. Tan, H. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2015, DOI: 10.1039/C4CS00182F;
16. X. Huang, Z. Y. Zeng, Z. X. Fan, J. Q. Liu, H. Zhang, Adv. Mater. 2012, 24, 5979;
17. D. C. Wei, Y. Q. Liu, Adv. Mater. 2010, 22, 3225.
18. J. Hass, W. A. de Heer, E. H. Conrad, J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 323202;
19. V. Y. Aristov, G. Urbanik, K. Kummer, D. V. Vyalikh, O. V. Molodtsova, A. B. Preobrajenski, A. A. Zakharov, C. Hess, T. Hänke, B. Büchner, I. Vobornik, J. Fujii, G. Panaccione, Y. A. Ossipyan, M. Knupfer, Nano Lett. 2010, 10, 992.
20. J. Coraux, A. T. N. Diaye, C. Busse, T. Michely, Nano Lett. 2008, 8, 565;
21. F. V. Tikhonenko, A. A. Kozikov, A. K. Savchenko, R. V. Gorbachev, Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 226801;
22. S. J. Chae, F. Günes, K. K. Kim, E. S. Kim, G. H. Han, S. M. Kim, H.-J. Shin, S.-M. Yoon, J.-Y. Choi, M. H. Park, C. W. Yang, D. Priba, Y. H. Lee, Adv. Mater. 2009, 21, 2328;
23. Q. K. Yu, J. Lian, S. Siriponglert, H. Li, Y. P. Chen, S.-S. Pei, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 113103.
24. S. Amini, J. Garay, G. Liu, A. A. Balandin, R. Abbaschian, J. Appl. Phys. 2010, 108, 094321;
25. M. S. Xu, D. Fujita, K. Sagisaka, E. Watanabe, N. Hanagata, ACS Nano 2011, 5, 1522;
26. N. Liu, L. Fu, B. Y. Dai, K. Yan, X. Liu, R. Q. Zhao, Y. F. Zhang, Z. F. Liu, Nano Lett. 2011, 11, 297;
27. C. H. Zhang, L. Fu, N. Liu, M. H. Liu, Y. Y. Wang, Z. F. Liu, Adv. Mater. 2011, 23, 1020.
28. A. A. Green, M. C. Hersam, Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 544;
29. Y. Hernandez, V. Nicolosi, M. Lotya, F. M. Blighe, Z. Sun, S. De, I. T. M. Govern, B. Holland, M. Byrne, Y. K. Gun'Ko, J. J. Boland, P. Niraj, G. Duesberg, S. Krishnamurthy, R. Goodhue, J. Hutchison, V. Scardaci, A. C. Ferrari, J. N. Coleman, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 563;
30. J. Zhu, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 528.
31. L. Ju, J. V. Jr., E. Huang, S. Kahn, C. Nosiglia, H. Z. Tsai, W. Yang, T. Taniguchi, K. Watanabe, Y. Zhang, G. Zhang, M. Crommie, A. Zettl, F. Wang, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 348;
32. Y. A. Kim, K. Fujisawa, H. Muramatsu, T. Hayashi, M. Endo, T. Fujimori, K. Kaneko, M. Terrones, J. Behrends, A. Eckmann, C. Casiraghi, K. S. Novoselov, R. Saito, M. S. Dresselhaus, ACS Nano 2012, 6, 6293;
33. W. Ai, Z. M. Luo, J. Jiang, J. H. Zhu, Z. Z. Du, Z. X. Fan, L. H. Xie, H. Zhang, W. Huang, T. Yu, Adv. Mater. 2014, 26, 6186;
34. Z. S. Wu, A. Winter, L. Chen, Y. Sun, A. Turchanin, X. L. Feng, K. Müllen, Adv. Mater. 2012, 24, 5130.
35. S. S. Kim, Y. R. Kim, T. D. Chung, B. H. Sohn, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2764;
36. G. Z. Sun, J. Q. Liu, X. Zhang, X. W. Wang, H. Li, Y. Yu, W. Huang, H. Zhang, P. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12576;
37. B. Cho, J. Yoon, M. G. Hahm, D. H. Kim, A. R. Kim, Y. H. Kahng, S. W. Park, Y. J. Lee, S. G. Park, J. D. Kwon, C. S. Kim, M. Song, Y. Jeong, K. S. Nam, H. C. Ko, J. Mater. Chem. C 2014, 2, 5280.
38. X. J. Wu, J. Dai, Y. Zhao, Z. W. Zhuo, J. L. Yang, X. C. Zeng, ACS Nano 2012, 6, 7443.
39. B. Albert, H. Hillebrecht, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8640;
40. I. Boustani, Phys. Rev. B: Condens. Matter 1997, 55, 16426;
41. F. Liu, D. M. Tang, H. B. Gan, X. S. Mo, J. Chen, S. Z. Deng, N. S. Xu, Y. Bando, D. Golberg, ACS Nano 2013, 7, 10112;
42. L. M. Cao, Z. Zhang, L. L. Sun, C. X. Gao, M. He, Y. Q. Wang, Y. C. Li, X. Y. Zhang, G. Li, J. Zhang, W. K. Wang, Adv. Mater. 2001, 13, 1701;
43. F. Liu, J. F. Tian, L. H. Bao, T. Z. Yang, C. M. Shen, X. Y. Lai, Z. M. Xiao, W. G. Xie, S. Z. Deng, J. Chen, J. C. She, N. S. Xu, H. J. Gao, Adv. Mater. 2008, 20, 2609;
44. Y. Q. Wang, X. F. Duan, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 272;
45. S. H. Yun, A. Dibos, J. Z. Wu, D. K. Kim, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 2892.
46. F. Liu, C. M. Shen, Z. J. Su, X. L. Ding, S. Z. Deng, J. Chen, N. S. Xu, H. J. Gao, J. Mater. Chem. 2010, 20, 2197;
47. G. Parakhonskiy, N. Dubrovinskaia, E. Bykova, R. Wirth, L. Dubrovinsky, Sci. Rep. 2011, 1, 96;
48. Z. Y. Yu, J. Jiang, J. Yuan, J. Zhu, J. Cryst. Growth 2010, 312, 1789;
49. I. Boustani, Chem. Modell. 2011, 8, 1.
50. O. Madelung, Semiconductors: Data Handbook, Springer, New York, NY, USA 2003;
51. I. Boustani, Phys. Rev. B: Condens. Matter 1997, 55, 16426;
52. I. Boustani, A. Quandt, E. Hernandez, A. Rubio, J. Chem. Phys. 1999, 110, 3176;
53. A. Gindulyte, W. N. Lipscomb, L. Massa, Inorg. Chem. 1998, 37, 6544.
54. J. Kunstmann, A. Quandt, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2006, 74, 035413;
55. X. B. Yang, Y. Ding, J. Ni, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2008, 77, 041402;
56. E. S. Penev, S. Bhowmick, A. Sadrzadeh, B. I. Yakobson, Nano Lett. 2012, 12, 2441;
57. Y. Liu, E. S. Penev, B. I. Yakobson, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3156;
58. S. Y. Xie, X. B. Li, W. Q. Tian, N. K. Chen, X. L. Zhang, Y. L. Wang, S. B. Zhang, H. B. Sun, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2014, 90, 035447;
59. Z. A. Piazza, H. S. Hu, W. L. Li, Y. F. Zhao, J. Li, L. S. Wang, Nat. Commun. 2014, 5, 3113;
60. M. Amsler, S. Botti, M. A. L. Marques, S. Goedecker, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 136101;
61. H. S. Liu, J. F. Gao, J. J. Zhao, Sci. Rep. 2013, 3, 3238.
62. K. Kirihara, K. Kawaguchi, Y. Shimizu, T. Sasaki, N. Koshizaki, K. Soga, K. Kimura, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 243121;
63. Z. K. Wang, Y. Shimizu, T. Sasaki, K. Kawaguchi, K. Kimura, N. Koshizaki, Chem. Phys. Lett. 2003, 368, 663.
64. K. Kirihara, Z. Wang, K. Kawaguchi, Y. Shimizu, T. Sasaki, N. Koshizaki, K. Soga, K. Kimura, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 212101.
65. T. T. Xu, J. G. Zheng, N. Q. Wu, A. W. Nicholls, J. R. Roth, D. A. Dikin, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2004, 4, 963.
66. D. W. Wang, J. G. Lu, C. J. Otten, W. E. Buhro, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5280.
67. P. Jash, M. Trenary, J. Phys. 2009, 176, 012011.
68. F. Liu, H. B. Gan, D. M. Tang, Y. Z. Cao, X. S. Mo, J. Chen, S. Z. Deng, N. S. Xu, D. Golberg, Y. Bando, Small 2014, 10, 685.
69. X. J. Zhang, J. S. Jie, W. F. Zhang, C. Y. Zhang, L. B. Luo, Z. B. He, X. H. Zhang, W. J. Zhang, C. S. Lee, S. T. Lee, Adv. Mater. 2008, 20, 2427;
70. T. Y. Zhai, X. S. Fang, M. Y. Liao, X. J. Xu, L. Li, B. D. Liu, Y. Koide, Y. Ma, J. N. Yao, Y. Bando, D. Golberg, ACS Nano 2010, 4, 1956.
71. V. Y. Merritt, IBM J. Res. Dev. 1978, 22, 353.
72. V. I. Matkovich, Boron and Refractory Borides, Springer, New York, NY USA 1977;
73. K. H. Hellwege, Landolt-Bornstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, Springer, Berlin, Germany 1983.
74. Menaka, R. Patra, S. Ghosh, A. K. Gangu, RSC Adv. 2012, 2, 7875;
75. J. Q. Xu, G. H. Hou, T. Mori, H. Q. Li, Y. R. Wang, Y. Y. Chang, Y. S. Luo, B. H. Yu, Y. Ma, T. Y. Zhai, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5038.
76. J. F. Tian, L. H. Bao, X. J. Wang, C. Hui, F. Liu, C. Li, C. M. Shen, Z. L. Wang, C. Z. Gu, H. J. Gao, Chin. Phys. Lett. 2008, 25, 3463.
77. L. Li, P. C. Wu, X. S. Fang, T. Y. Zhai, L. Dai, M. Y. Liao, Y. Koide, H. Q. Wang, Y. Bando, D. Golberg, Adv. Mater. 2010, 22, 3161.
78. R. V. Kashid, D. J. Late, S. S. Chou, Y. K. Huang, M. De, D. S. Joag, M. A. More, V. P. Dravid, Small 2013, 9, 2730.
79. J. Li, X. B. Yan, G. Y. Gou, Z. Wang, J. T. Chen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 1850.
80. R. H. Fowler, L. W. Nordheim, Proc. R. Soc. London A 1928, 119, 173;
81. U. K. Gautam, L. S. Panchakarla, B. Dierre, X. S. Fang, Y. Bando, T. Sekiguchi, A. Govindaraj, D. Golberg, C. N. R. Rao, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 131;
82. Z. S. Wu, S. F. Pei, W. C. Ren, D. M. Tang, L. B. Gao, B. Liu, F. Li, C. Liu, H. M. Cheng, Adv. Mater. 2009, 21, 1756;
83. J. Zhou, Y. Ding, S. Z. Deng, L. Gong, N. S. Xu, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2005, 17, 2107.
84. J. Q. Xu, G. H. Hou, H. Q. Li, T. Y. Zhai, B. P. Dong, H. L. Yan, Y. R. Wang, B. H. Yu, Y. Bando, D. Golberg, NPG Asia Mater. 2013, 5, e53.
85. M. C. Kan, J. L. Huang, J. C. Sung, K. H. Chen, B. S. Yau, Carbon 2003, 41, 2839;
86. S. F. Ahmed, S. Das, M. K. Mitra, K. K. Chattopadhyay, Appl. Sur. Sci. 2007, 254, 610;
87. M. Choueib, M. Ayari, P. Vincent, K. Bachelany, D. Cornu, S. Purcell, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2009, 79, 075421.
88. A. Modinos, Field, Thermionic, and Secondary Electron Emission Spectroscopy, Plenum, New York, NY, USA 1984.
89. L. Liao, W. F. Zhang, H. B. Lu, J. C. Li, D. F. Wang, C. Liu, D. J. Fu, Nanotechnology 2007, 18, 225703;
90. J. B. Chen, C. W. Wang, Y. M. Kang, D. S. Li, W. D. Zhu, F. Zhou, Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 8279.
91. X. H. Ji, Q. Y. Zhang, S. P. Lau, H. X. Jiang, J. Y. Lin, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 173106.
92. C. M. Tan, J. J. Jia, W. B. Yu, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 263104.
93. J. Li, J. T. Chen, B. S. Shen, X. B. Yan, Q. J. Xue, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 163103.
94. J. H. Deng, Y. M. Yang, R. T. Zheng, G. A. Cheng, Appl. Sur. Sci. 2012, 258, 7094.
95. C. L. Hsu, C. W. Su, T. J. Hsueh, RSC Adv. 2014, 4, 2980.
96. H. Zhang, J. Tang, J. S. Yuan, J. Ma, N. Shinya, K. Nakajima, H. Murakami, T. Ohkubo, L. C. Qin, Nano Lett. 2010, 10, 3539.
97. S. Dardona, A. Peles, G. Wrobel, M. Piech, P. X. Gao, J. Appl. Phys. 2010, 108, 124318.
98. C. J. Otten, O. R. Lourie, M. F. Yu, J. M. Cowley, M. J. Dyer, R. S. Ruoff, W. E. Buhro, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4564.
99. W. Dietz, H. Herrmann, in Appl. Papers Int. Symp. Springer-Verlag, Berlin, Germany 1965, 107.
100. H. Werheit, U. Kuhlmann, T. Lundstrom, Mater. Sci. Eng. B 1996, 36, 204;
101. J. M. Dusseau, J. L. Robert, B. Armas, C. Combescure, J. Less-Common Met. 1981, 82, 137.
102. R. Schmechel, H. Werheit, J. Solid State Chem. 2000, 154, 61.
103. C. C. Lien, C. Y. Wu, Z. Q. Li, J. J. Lin, J. Appl. Phys. 2011, 110, 063706.
104. Y. Kumashiro, T. Enomoto, K. Sato, Y. Abe, K. Hirata, T. Yokoyama, J. Solid State Chem. 2004, 177, 529.
105. H. Kawazoe, M. Yasukawa, H. Hyodo, M. Kurita, H. Yanagi, H. Hosono, Nature 1997, 389, 939.
106. O. Port, I. Riess, Solid State Ionics 1995, 81, 29.
107. J. Park, E. Lee, K. W. Lee, C. E. Lee, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 183114.
108. L. F. Hu, L. M. Wu, M. Y. Liao, X. S. Fang, Adv. Mater. 2011, 23, 1988;
109. J. Zhou, Y. D. Gu, Y. F. Hu, W. J. Mai, P. H. Yeh, G. Bao, A. K. Sood, D. L. Polla, Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 191103.
110. X. S. Fang, Y. Bando, M. Y. Liao, T. Y. Zhai, U. K. Gautam, L. Li, Y. Koide, D. Golberg, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 500.
111. L. H. Ge, S. D. Lei, A. H. C. Hart, G. Gao, H. Jafry, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Nanotechnology 2014, 25, 335701.
112. Y. Jiang, W. J. Zhang, J. S. Jie, X. M. Meng, X. Fan, S. T. Lee, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1795.
113. J. S. Jie, W. J. Zhang, Y. Jiang, X. M. Meng, Y. Q. Li, S. T. Lee, Nano Lett. 2006, 6, 1887;
114. R. Calarco, M. Marso, T. Richter, A. I. Aykanat, R. Meijers, A. V. D. Hart, T. Stoica, H. Lüth, Nano Lett. 2005, 5, 981.
115. P. A. Hu, L. F. Wang, M. Yoon, J. Zhang, W. Feng, X. N. Wang, Z. Z. Wen, J. C. Idrobo, Y. Miyamoto, D. B. Geohegan, K. Xiao, Nano Lett. 2013, 13, 1649.