Standardization of surface potential measurements of graphene domains

Panchal, Vishal; Pearce, Ruth; Yakimova, Rositza; Tzalenchuk, Alexander; Kazakova, Olga

doi:10.1038/srep02597

Cited by 208 publications

(207 citation statements)

References 32 publications

Supporting

Mentioning

197

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Subsequent carbon layers are strongly n doped due to the influence of this carbon buffer layer [9,10,10,11]. There have been several successful experimental studies of using graphene grown on SiC as a NO 2 sensor [3,4,[12][13][14][15][16]. At sufficiently high concentrations of NO 2 , an n to p type shift of the graphene layer was found [4,12,14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Changes in work function due to NO2 adsorption on monolayer and bilayer epitaxial graphene on SiC(0001)

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

The electronic properties of monolayer graphene grown epitaxially on SiC(0001) are known to be highly sensitive to the presence of NO 2 molecules. The presence of small areas of bilayer graphene, on the other hand, considerably reduces the overall sensitivity of the surface. We investigate how NO 2 molecules interact with monolayer and bilayer graphene, both free-standing and on a SiC(0001) substrate. We show that it is necessary to explicitly include the effect of the substrate in order to reproduce the experimental results. When monolayer graphene is present on SiC, there is a large charge transfer from the interface between the buffer layer and the SiC substrate to the molecule. As a result, the surface work function increases by 0.9 eV after molecular adsorption. A graphene bilayer is more effective at screening this interfacial charge, and so the charge transfer and change in work function after NO 2 adsorption is much smaller.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Although improvements are constantly being achieved in this area, most epitaxial graphene samples contain up to 5% bilayer coverage on an otherwise uniform monolayer sample [15]. This can have unintended consequences on the efficiency of the sensing device.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Changes in work function due to NO2 adsorption on monolayer and bilayer epitaxial graphene on SiC(0001)

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Было установлено, что разность потенциалов между светлыми и темными областями составляет ∼ 140 мВ. Такое значе-ние соответствует разности поверхностных потенциалов между одно-и двухслойным графеном [15,16]. При этом светлые области на рис.…”

Section: данные асмunclassified

Исследование кристаллической и электронной структуры графеновых пленок, выращенных на 6H-SiC (0001)

Давыдов¹,

Усачёв²,

Лебедев³

et al. 2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света, атомно-силовой микроскопии, дифракции медленных электронов, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, фотоэлектронной спек-троскопии с угловым разрешением и спектроскопии рентгеновского поглощения вблизи K-края углерода изучены структурные, химические и электронные свойства эпитаксиальных графеновых пленок, выращенных методом термического разложения Si-грани полуизолирующей подложки 6H-SiC в среде аргона. Показано, что результаты систематических комплексных исследований позволили оптимизировать ростовые параметры и создать надежную технологию роста высококачественных однослойных пленок графена с небольшой долей включений двухслойного графена. DOI: 10.21883/FTP.2017.08.44800.8559 ВведениеГрафен (один монослой графита) в настоящее время является предметом обширных исследований, обуслов-ленных его уникальными физическими свойствами и огромным потенциалом для создания устройств ново-го поколения, реализующих принципы баллистической электроники, спинтроники, оптоэлектроники, наноплаз-моники и других перспективных альтернатив традицион-ной полупроводниковой электронике [1]. Для того чтобы быть экономически выгодными и привлекательными для многочисленных приложений, требуются большеразмер-ные пластины высококачественного однородного графе-на. Сублимация кремния из полуизолирующей монокри-сталлической подложки карбида кремния (SiC) является одним из наиболее перспективных способов эпитакси-ального роста графена [2,3]. Большим преимуществом данной технологии является отсутствие необходимости переносить выращенную пленку на подложку диэлектри-ка, как это имеет место, например, при синтезе гра-фена на металлах. Кроме того, такая технология роста дает возможность выращивать графен на поверхности коммерческих подложек SiC диаметром до 4 дюймов, промышленный выпуск которых освоен в настоящее время. Подобные структуры могут быть использованы в стандартной технологической линейке для изготовления полупроводниковых приборов.Структурные характеристики графеновой пленки су-щественно зависят от того, на какой грани SiC кристалла происходит рост [2,4]. Пленки графена, выращенного на С-грани, обычно состоят из нескольких разориентиро-ванных друг относительно друга монослоев, а топогра-фия их поверхности выглядит как отдельные чешуйки. В противоположность этому пленки, выращенные на Si-грани, имеют более однородную структуру поверх-ности, которая представляет собой длинные террасы шириной ∼ 1−2 мкм. Как правило, такие пленки состоят из одного или совсем небольшого количества монослоев. Таким образом, морфологические и структурные харак-теристики графеновых пленок, выращенных на Si-грани SiC, являются более благоприятными для создания при-борных устройств на их основе.Задачей настоящей работы являлась систематическая комплексная диагностика графеновых пленок, полу-ченных методом термодеструкции Si-грани подложки 6H-SiC, с целью установления связи их структурных, химических и электронных характеристик с технологи-ческими параметрами роста. Образцы и экспериментДля получе...

show abstract

“…33 As KPFM is only sensitive to the surface of a material, it was necessary to fabricate samples without the gate oxide present. Prior to performing KPFM, AFM cleaning was performed in contact mode to remove contaminants and residues from the surface.…”

Section: -5mentioning

confidence: 99%

Characterization and physical modeling of MOS capacitors in epitaxial graphene monolayers and bilayers on 6H-SiC

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

Capacitance voltage (CV) measurements are performed on planar MOS capacitors with an Al2O3 dielectric fabricated in hydrogen intercalated monolayer and bilayer graphene grown on 6H-SiC as a function of frequency and temperature. Quantitative models of the CV data are presented in conjunction with the measurements in order to facilitate a physical understanding of graphene MOS systems. An interface state density of order 2 . 10(12)eV(-1)cm(-2) is found in both material systems. Surface potential fluctuations of order 80-90meV are also assessed in the context of measured data. In bilayer material, a narrow bandgap of 260meV is observed consequent to the spontaneous polarization in the substrate. Supporting measurements of material anisotropy and temperature dependent hysteresis are also presented in the context of the CV data and provide valuable insight into measured and modeled data. The methods outlined in this work should be applicable to most graphene MOS systems. (C) 2016 Author(s). All article content, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Funding Agencies|European Science Foundation (ESF) under EUROCORES Program EuroGRAPHENE; EU [604391]; Swedish Foundation for Strategic Research (SSF); Knut and Alice Wallenberg Foundation (KAW)

show abstract

Standardization of surface potential measurements of graphene domains

Cited by 208 publications

References 32 publications

Changes in work function due to NO2 adsorption on monolayer and bilayer epitaxial graphene on SiC(0001)

Changes in work function due to NO2 adsorption on monolayer and bilayer epitaxial graphene on SiC(0001)

Исследование кристаллической и электронной структуры графеновых пленок, выращенных на 6H-SiC (0001)

Characterization and physical modeling of MOS capacitors in epitaxial graphene monolayers and bilayers on 6H-SiC

Contact Info

Product

Resources

About