SiC(0001)上的外延石墨烯：不止是蜂窝结构
介观与纳米尺度物理
2015-05-13 v2 材料科学
摘要
石墨烯影响下一代电子学发展的潜力重新激发了对其生长和结构的研究。六方SiC表面的石墨化为石墨烯的合成提供了一种可行的替代方案，目前可以在晶圆尺寸的SiC(0001)上制备外延石墨烯。尽管取得了这些进展，但石墨烯-SiC界面的确切性质以及石墨烯是否具有半导体带隙仍存在争议。利用功能化针尖的扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算，我们在此表明界面是一个扭曲的碳层，由周期性插入蜂窝晶格的三重六边形-五边形-七边形复合体组成。这些缺陷释放了石墨烯层与SiC衬底之间的应变，同时仍保持每个碳原子的三重配位。此外，这些缺陷破坏了蜂窝结构的六重对称性，从而自然地诱导出带隙：计算出的界面能带结构是半导体的，并且在费米能级以下的K点附近存在两个局域态，这解释了光电子发射和碳芯能级数据。在下一层石墨烯的狄拉克点处发现了非线性色散和33 meV的带隙，为关于SiC(0001)上外延石墨烯带隙起源的争论提供了见解。这些结果表明，SiC(0001)上外延石墨烯的界面不仅仅是一个死缓冲层，而是积极地影响着后续石墨烯层的物理和电子性质。
引用
@article{arxiv.0907.4187,
title = {Epitaxial graphene on SiC(0001): More than just honeycombs},
author = {Y. Qi and S. H. Rhim and G. F. Sun and M. Weinert and L. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.4187},
year = {2015}
}