通过限域控制碳化硅升华法制备大面积、结构化的外延石墨烯
材料科学
2015-05-27 v1
摘要
继佐治亚理工学院(GT)在石墨烯基电子学领域的开创性研究之后，将碳化硅上外延石墨烯(EG)发展为一种新型电子材料已取得重大进展。EG不仅展示了其在大规模应用中的潜力，还成为研究基础二维电子气物理的宝贵材料，表明只有EG有望定义未来的石墨烯科学。人们早已知道，在超高真空和高温条件下，单层和多层石墨烯会在SiC晶体上生长。在此温度下，硅从表面升华，富碳表面层转变为石墨烯。然而，由于在相对较低的温度下升华速率过高，超高真空中生长的石墨烯质量较差。GT团队开发了将SiC晶体封装在石墨容器中的生长方法，从而隔离蒸发的硅，使生长过程更接近平衡。在这种限域控制升华(CCS)过程中，可在SiC晶体的两个极性面上生长出高质量的石墨烯。自2003年以来，已有超过50篇出版物使用了CCS生长的石墨烯，这种石墨烯被称为“炉内生长”石墨烯。研究表明，使用CCS方法在SiC的碳终止面上生长的多层石墨烯由解耦的高迁移率石墨烯层组成。CCS方法现已应用于结构化碳化硅表面，以制备高迁移率的纳米图案化石墨烯结构，从而证明EG是下一代电子学的有力竞争者。本文介绍了CCS方法，并展示了外延石墨烯的若干突出特性及应用。
引用
@article{arxiv.1103.3552,
title = {Large area and structured epitaxial graphene produced by confinement controlled sublimation of silicon carbide},
author = {Walt. A. de Heer and Claire Berger and Ming Ruan and Mike Sprinkle and Xuebin Li and Yike Hu and Baiqian Zhang and John Hankinson and Edward H. Conrad},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.3552},
year = {2015}
}