Synthesis of layer-tunable graphene: A combined kinetic implantation and thermal ejection approach

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 24, 2015, Pages 3666-3675

  Wang, Gang ^a,b   Zhang, Miao ^a   Liu, Su ^b   Xie, Xiaoming ^a   Ding, Guqiao ^a   Wang, Yongqiang ^c   Chu, Paul K ^d   Gao, Heng ^e   Ren, Wei ^e   Yuan, Qinghong ^f   Zhang, Peihong ^e,g   Wang, Xi ^a   Di, Zengfeng ^a  

^a SHANGHAI INSTITUTE OF MICROSYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY   (China)

^b LANZHOU UNIVERSITY   (China)

^c LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d CITY UNIVERSITY OF HONG KONG   (Hong Kong)

^e SHANGHAI UNIVERSITY   (China)

^f EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY   (China)

^g UNIVERSITY AT BUFFALO   (United States)

Author keywords

graphene; growth mechanism; ion implantation; layer tunable; theoretical calculation

Indexed keywords

CARBON; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; ION IMPLANTATION; IONS; ISOMERS; MICROELECTRONIC PROCESSING; MICROELECTRONICS; NANOELECTRONICS; NEURAL PROSTHESES; NICKEL; PRECIPITATION (CHEMICAL);

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION METHODS; EXPERIMENTAL ANALYSIS; EXPERIMENTAL CONDITIONS; EXPERIMENTAL PARAMETERS; GROWTH MECHANISMS; IMPLANTATION FLUENCE; LAYER-TUNABLE; THEORETICAL CALCULATIONS;

GRAPHENE;

EID: 85027930173     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201500981     Document Type: Article

References (48)

1. A. K. Geim, K. S. Novoselov, Nat. Mater. 2007, 6, 183.
2. A. K. Geim, Science 2009, 324, 1530.
3. K. S. Novoselov, V. I. Falko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim, Nature 2012, 490, 192.
4. H. Li, Q. Zhang, C. Liu, S. H. Xu, P. Q. Gao, ACS Nano 2011, 5, 3198.
5. Y. B. Zhang, T. T. Tang, C. Girit, Z. Hao, M. C. Martin, A. Zettl, M. F. Crommie, Y. R. Shen, F. Wang, Nature 2009, 459, 820.
6. D. K. Samarakoon, X. Q. Wang, ACS Nano 2010, 4, 4126.
7. S. Lee, K. Lee, Z. H. Zhong, Nano Lett. 2010, 10, 4702.
8. Q. K. Yu, J. Lian, S. Siriponglert, H. Li, Y. P. Chen, S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 113103.
9. M. E. Ramon, A. Gupta, C. Corbet, D. A. Ferrer, H. P. Movva, G. Carpenter, L. Colombo, G. Bourianoff, M. Doczy, D. Akinwande, E. Tutuc, S. K. Banerjee, ACS Nano 2011, 5, 7198.
10. P. W. Sutter, J. I. Flege, E. A. Sutter, Nat. Mater. 2008, 7, 406.
11. S. Y. Kwon, C. V. Ciobanu, V. Petrova, V. B. Shenoy, J. Bareno, V. Gambin, I. Petrov, S. Kodambaka, Nano Lett. 2009, 9, 3985.
12. Y. W. Wu, G. H. Yu, H. M. Wang, B. Wang, Z. Y. Chen, Y. H. Zhang, B. Wang, X. P. Shi, X. M. Xie, Z. Jin, X. Y. Liu, Carbon 2012, 50, 5226.
13. X. S. Li, W. W. Cai, J. H. An, S. Y. Kim, J. H. Nah, D. X. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science 2009, 324, 1312.
14. L. B. Gao, W. C. Ren, H. L. Xu, L. Jin, Z. X. Wang, T. Ma, L. P. Ma, Z. Y. Zhang, Q. Fu, L. M. Peng, X. H. Bao, H. M. Cheng, Nat. Commun. 2012, 3, 699.
15. B. Kiraly, E. V. Iski, A. J. Mannix, B. L. Fisher, M. C. Hersam, N. P. Guisinger, Nat. Commun. 2013, 4, 2804.
16. J. Coraux, A. T. N'Diaye, C. Busse, T. Michely, Nano Lett. 2008, 8, 565.
17. G. Wang, M. Zhang, Y. Zhu, G. Q. Ding, D. Jiang, Q. L. Guo, S. Liu, X. M. Xie, P. Chu, Z. F. Di, X. Wang, Sci. Rep. 2013, 3, 2465.
18. S. S. Chen, L. Brown, M. Levendorf, W. W. Cai, S. Y. Ju, J. Edgeworth, X. S. Li, C. W. Magnuson, A. Velamakanni, R. D. Piner, J. Y. Kang, J. Park, S. R. Ruoff, ACS Nano 2011, 5, 1321.
19. X. Liu, L. Fu, N. Liu, T. Gao, Y. F. Zhang, L. Liao, Z. F. Liu, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11976.
20. B. Y. Dai, L. Fu, Z. Y. Zou, M. Wang, H. T. Xu, S. Wang, Z. F. Liu, Nat. Commun. 2011, 2, 522.
21. T. Q. Lin, F. Q. Huang, D. Y. Wan, H. Bi, X. M. Xie, M. H. Jiang, Nanoscale 2013, 5, 5847.
22. R. S. Weatherup, B. C. Bayer, R. Blume, C. Ducati, C. Baehtz, R. Schlogl, S. Hofmann, Nano Lett. 2011, 11, 4154.
23. M. H. Rümmeli, M. Q. Zhen, S. Melkhanova, S. Gorantla, A. Bachmatiuk, L. Fu, C. L. Yan, S. Oswald, R. G. Mendes, D. Makarov, O. Schmidt, J. Eckert, Chem. Mater. 2013, 25, 3880.
24. Y. P. Wu, H. Chou, H. X. Ji, Q. Z. Wu, S. S. Chen, W. Jiang, Y. F. Hao, J. Y. Kang, Y. J. Ren, R. D. Piner, R. S. Ruoff, ACS Nano 2012, 6, 7731.
25. D. Y. Wan, T. Q. Lin, H. Bi, F. Q. Huang, X. M. Xie, I. W. Chen, M. H. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1033.
26. S. Garaj, W. Hubbard, J. A. Golovchenko, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 183103.
27. L. Baraton, Z. B. He, C. S. Lee, J. L. Maurice, C. S. Cojocaru, A. F. Gourgues-Lorenzon, Y. H. Lee, D. Pribat, Nanotechnology 2011, 22, 085601.
28. G. Wang, G. Q. Ding, Y. Zhu, D. Chen, L. Ye, L. Zheng, M. Zhang, Z. F. Di, S. Liu, Mater. Lett. 2013, 107, 170.
29. J. S. Lee, C. W. Jang, J. M. Kim, D. H. Shin, S. Kim, S. H. Choi, K. Belay, R. G. Elliman, Carbon 2014, 66, 267.
30. L. Baraton, Z. B. He, C. S. Lee, C. S. Cojocaru, M. Chatelet, J. L. Maurice, Y. H. Lee, D. Pribat, Europhys. Lett. 2011, 96, 46003.
31. J. F. Ziegler, M. D. Ziegler, J. P. Biersack, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 2010, 268, 1818.
32. P. Zhao, S. J. Kim, X. Chen, E. Einarsson, M. Wang, Y. N. Song, H. T. Wang, S. Chiashi, R. Xiang, S. Maruyama, ACS Nano 2014, 8, 11631.
33. Z. Yan, J. Lin, Z. W. Peng, Z. Z. Sun, Y. Zhu, L. Li, C. S. Xiang, E. L. Samuel, C. Kittrell, J. M. Tour, ACS Nano 2012, 6, 9110.
34. A. C. Ferrari, D. M. Basko, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 235.
35. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. Peres, A. K. Geim, Science 2008, 320, 1308.
36. Z. Z. Sun, A. R. Raji, Y. Zhu, C. S. Xiang, Z. Yan, C. Kittrell, E. L. Samuel, J. M. Tour, ACS Nano 2012, 6, 9790.
37. J. Hofrichter, B. N. Szafranek, M. Otto, T. J. Echtermeyer, M. Baus, A. Majerus, V. Geringer, M. Ramsteiner, H. Kurz, Nano Lett. 2010, 10, 36.
38. G. M. Rutter, S. Y. Jung, N. N. Klimov, D. B. Newell, N. B. Zhitenev, J. A. Stroscio, Nat. Phys. 2011, 7, 649.
39. K. Yan, H. L. Peng, Y. Zhou, H. Li, Z. F. Liu, Nano Lett. 2011, 11, 1106.
40. J. Hwang, M. Kim, D. Campbell, H. A. Alsalman, J. Y. Kwak, S. Shivaraman, A. R. Woll, A. K. Singh, R. H. Hennig, S. Gorantla, M. K. Rummeli, M. G. Spencer, ACS Nano 2013, 7, 385.
41. A. Dimiev, D. V. Kosynkin, A. Sinitskii, A. Slesarev, Z. Z. Sun, J. M. Tour, Science 2011, 331, 1168.
42. S. Amini, J. Garay, G. X. Liu, A. A. Balandin, R. Abbaschian, J. Appl. Phys. 2010, 108, 094321.
43. W. Liu, H. Li, C. Xu, Y. Khatami, K. Banerjee, Carbon 2011, 49, 4122.
44. A. Reina, X. T. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M. S. Dresselhaus, J. Kong, Nano Lett. 2009, 9, 30.
45. G. Kresse, J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.
46. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
47. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 38658.
48. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. D. Corso, S. D. Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, N. Mauri, N. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R. M. Wentzcovitch, J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395502.