4 SiC $(000\bar{1})$上石墨烯薄膜的旋转堆积及其电子效应

4 H- SiC（0001）上外延石墨烯的界面结构

The interface structure of epitaxial graphene grown on 4H-SiC(0001)

我们提出了一个结构分析的石墨烯-4 HSiC（0001）界面使用表面X射线反射率。我们发现，界面是由两个SiC双层的扩展重建。直接在第一石墨烯片下方的界面是延伸层，其厚度是体SiC双层的两倍以上（~1.7A与0.63A相比）。从该界面层到第一石墨烯片的距离远小于石墨层间间距，但大于对（000-1）表面上生长的石墨烯测量的相同距离，如先前通过从头计算预测的。

SiC碳表面石墨薄膜中的非晶界面层

Amorphous interface layer in thin graphite films grown on the carbon face of SiC

横截面透射电子显微镜（TEM）是用来表征在界面处观察到的石墨和石墨烯薄膜生长通过C-面4 H-SiC的热分解的非晶层。非晶层不覆盖整个界面，但均匀的连续区域跨越几微米的横截面界面。环形暗场扫描透射电子显微镜（ADF-STEM）图像和电子能量损失谱（EELS）表明，非晶层是Si/C的富碳组合物。在氩气中，在1600°C的生长压力范围内生长的样品中清楚地观察到非晶层，但在1500°C下没有观察到，表明温度依赖性形成机制。

SiC生长的石墨烯的氦衍射，用硬波纹壁模型定性和定量描述

Helium diffraction on SiC grown graphene, qualitative and quantitative description with the hard corrugated wall model

采用掠入射快原子衍射方法研究了生长在6 H-SiC（0001）衬底上的外延石墨烯单层的莫尔结构，并与结构计算结果\textit{ab initio}和精确衍射程序进行了比较.我们回顾这些结果，并提出了一个补充的方法，使用硬壁模型提取信息，没有任何\textit{a priori}。然而，利用以前的精确计算，我们定量评估的性能，这种简化的方法，通过比较使用相同的势能面的预测。

6 H- SiC（0001）衬底上石墨烯的尺寸限制效应

Size confinement effect in graphene grown on 6H-SiC (0001) substrate

我们观察了生长在n型6 H-SiC（0001）上的石墨烯的占据态密度的能量结构。用光电子能谱学揭示的结构通过量子阱态的产生来描述，量子阱态的数目和能量位置（E1 = 0.3 eV，E2 = 1.2 eV，E3 = 2.6 eV）与石墨烯/n-SiC结构中的价带的电势释放形成的深（V = 2.9 eV）和窄（d = 2.15 A）量子阱的计算值一致。我们相信量子阱态也应该在电介质上的石墨烯和悬浮的石墨烯中形成。

在石墨包覆的6 H- SiC（000-1）上生长长单层石墨烯带的研究

Investigation of Long Monolayer Graphene Ribbons grown on Graphite Capped 6H-SiC (000-1)

我们提出了一个大的，孤立的，石墨烯带上轴半绝缘6 H-SiC晶片的C面生长的调查。使用石墨帽覆盖SiC样品，我们修改了Si升华过程中的Si物种的脱附。这导致生长动力学的更好控制，产生非常长（约300微米长，5微米宽）的均匀单层石墨烯带。AFM、光学显微镜和SEM结果表明，这些带状物完全占据了SiC台阶表面上异常大的台阶。拉曼光谱表明，热应力已部分放松皱纹的形成，在AFM图像中可见。此外，我们表明，尽管石墨烯的低光学吸收，光学差分传输可以成功地用于证明的单层字符的带。

Stacking order effects on the energetic stability and electronic properties of $n$-doped graphene/h-BN van der Waals heterostructures on SiC(0001)

Heterostructures made of stacked 2D materials with different electronic properties are studied for their potential in creating multifunctional devices. Graphene (G) and hexagonal boron nitride (h-BN) van der Waals (vdW) systems have been extensively researched, including recent studies on synthesizing h-BN on graphene/SiC(0001) templates. These studies suggest that h-BN encapsulation could occur in addition to vdW epitaxy. This work presents theoretical research on G/h-BN heterostructures on SiC(0001) with a carbon buffer layer. The results show an energetic preference for h-BN encapsulation b…

在邻位4 H- SiC（0001）衬底上生长的GaN的应变松弛

Strain relaxation in GaN grown on vicinal 4H-SiC(0001) substrates

利用X射线衍射（XRD）、拉曼散射（Raman Scattering）和阴极发光（CL）等方法研究了金属有机化学气相沉积（MOCVD）法在[0001]向[11-20]轴方向切去0、3.4和8个切角的4 H-SiC衬底上生长的GAN层的应变。应变松弛机制进行了分析，为每个错切角。在微观尺度上，由于贯穿位错在整个表面上的均匀分布，生长在同轴衬底上的GAN层具有轻微的和均匀的面内拉伸应力。在斜切衬底上生长的GAN层呈现裂纹，分离具有更强的面内拉伸应力但更弹性应变的区域。这些层中涉及的塑性松弛机制归因于在错向表面（位错和堆垛层错）上的阶跃流动生长和在冷却时的附加热弹性应力的宏观塑性释放（裂纹）。

在SiC（0001）上生长的半导体缓冲层石墨烯的结构和演化

The structure and evolution of semiconducting buffer graphene grown on SiC(0001)

使用高度控制的石墨烯在SiC（0001）上的覆盖率，我们研究了在SiC界面上生长的第一石墨烯层的结构。这一层被称为缓冲层，是半导体的。利用X射线反射率和X射线驻波分析，我们对有无单层石墨烯层的缓冲层结构进行了比较研究，结果表明，在SiC界面处，不超过26%的缓冲碳与Si共价键合。我们还表明，顶部的SiC双层是Si耗尽，是可能的原因，在这个系统中先前观察到的inflation。当单层石墨烯层在缓冲层上方形成时，缓冲层变得不那么波纹化，具有与SiC界面的键合几何形状变化的迹象。同时，整个SiC界面变得更加无序，这可能是由于与更高的生长温度相关的熵。

Sb介导的硅基InAs纳米线层错密度最小化对迁移率的增强

Mobility Enhancement by Sb-mediated Minimisation of Stacking Fault Density in InAs Nanowires Grown on Silicon

报道了用无催化剂分子束外延法在硅（111）衬底上生长InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线（$0\leq x \leq 0.15$）。我们观察到随着锑含量的增加，InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线晶体结构中的堆垛层错密度急剧下降。这种减少导致场效应迁移率的显着增加，这是在室温下的InAs $_{0.85}$ Sb $_{0.15}$纳米线比InAs纳米线大三倍以上。

通过复杂组成MXene模板实现聚合物衍生SiC的界面聚型工程

Interfacial Polytype Engineering of Polymer-Derived SiC via Compositionally Complex MXene Templating

研究通过复杂MXene模板调控聚合物衍生SiC的聚型选择，发现界面重构可促进六方结构形成并提升材料性能。

在SiC碳表面制备准自支撑多层石墨烯膜

Quasi-Freestanding Multilayer Graphene Films on the Carbon Face of SiC

利用高分辨角分辨光电子能谱研究了生长在SiC碳表面上的石墨烯和掺杂石墨烯的电子能带结构，观察到相邻层之间的旋转和AB-堆叠。将准独立AB-双层的能带结构与在SiC的Si面上生长的双层石墨烯直接比较，以研究衬底对外延石墨烯的电子性质的影响。我们的研究结果表明，从电子的角度来看，由于石墨烯层之间的旋转，C面膜几乎是独立的。

用于二维电子学的高度有序石墨烯

Highly-ordered graphene for two dimensional electronics

随着对石墨烯基电子器件的兴趣不断扩大，生长高质量的石墨烯薄膜至关重要。在真空中从4 H-SiC（0001）Si端接的）表面升华Si是在半导体上生产外延石墨烯片的经证明的方法。在本文中，我们表明，从SiC $(000\bar{1})$（C-终止）表面生长的石墨烯比以前生长在SiC（0001）上的石墨烯具有更高的质量。在C面上生长的石墨烯可以具有比在Si面上生长的结构域尺寸大三倍以上的结构域尺寸，同时将来自升华的SiC衬底无序减少一个数量级。

SiC中多型体和堆垛层错的温度依赖稳定性：理论与实验的协调

Temperature-dependent stability of polytypes and stacking faults in SiC: reconciling theory and experiments

由于理论和实验之间的差异，SiC多型体的相对稳定性随温度变化，大约三十年来一直被认为是一个悖论。基于包括范德华修正的从头计算，得到了与实验观测相一致的温度依赖的多型图。结果很容易解释的基础上的六角形的内聚能和熵的影响。层错的温度依赖性的稳定性进行了分析，发现与实验证据。我们的研究结果表明，在SiC晶体沉积过程中的较低温度是有利的，以减少无处不在的堆垛层错在SiC为基础的功率器件。

SiC上准独立外延石墨烯双层膜的磁输运性质：Bernal堆积的证据

Magnetotransport Properties of Quasi-Free Standing Epitaxial Graphene Bilayer on SiC: Evidence for Bernal Stacking

我们研究了SiC上的准独立外延石墨烯双层的磁输运性质，该石墨烯双层是通过在Ar中的大气压石墨化，然后通过H $_2$插层而生长的。在电荷中性点的纵向电阻表现出绝缘行为，它遵循的温度依赖性与可变范围跳跃运输在带隙状态一致。在垂直磁场中，我们观察到了填充因子为4倍（$ν$）的量子霍尔态（QHS），以及在$ν=0$和$ν=6$的破谷对称性QHS.这些结果明确地表明，在SiC的Si面上生长的准自立式石墨烯双层表现出Bernal堆叠。

用原子力显微镜和光学显微镜研究化学气相沉积Si基3C- SiC薄膜中各种形状空洞的形成和减少

An atomic force microscopy and optical microscopy study of various shaped void formation and reduction in 3C-SiC films grown on Si using chemical vapor deposition

用光学显微镜和原子力显微镜研究了Si衬底上外延3C-SiC薄膜中各种形状不规则的空洞以及规则的三角形和正方形空洞的形成。在电阻加热化学气相沉积反应器中，用六甲基二硅烷在Si（001）和（111）衬底上异质外延生长了3C-SiC薄膜。已清楚地观察到的Si衬底的取向在确定的空隙的形状的影响。此外，生长周期和生长温度被认为是控制空洞尺寸、密度和形状的主要参数。通常，空隙沿{111}面刻面，但取决于生长条件，也观察到具有较高表面能的其它刻面。最后，通过适当的生长技术，空隙的尺寸和密度显著减小。

化学气相沉积扭曲多层石墨烯的层间耦合和堆叠结构的拉曼光谱表征

Raman spectroscopic characterization of stacking configuration and interlayer coupling of twisted multilayer graphene grown by chemical vapor deposition

采用化学气相沉积法（CVD）制备的多层石墨烯（MLG）是一种很有前途的电子和光电子器件材料。了解MLG的堆叠配置和层间耦合对于器件应用具有技术相关性和重要性。在这里，我们报道了一种扭曲的MLG（tMLG），这是由一个单层石墨烯堆叠在AB堆叠MLG的顶部，通过旋转一定的角度之间形成。tMLG的扭转角由扭转相关模式R和R '识别。随着N总层数的增加，tMLG薄片中观察到的层间剪切模式总是跟随AB堆叠的（N-1）LG的模式，而观察到的层间呼吸模式总是跟随AB堆叠的NLG的模式，与其扭转角无关。tMLG的层呼吸耦合与机械剥离的tMLG的层呼吸耦合几乎相同，这证明了通过CVD生长的MLG的高质量。本研究提供了一个可行的方法来探测堆叠配置和层间耦合的MLG的CVD或相关方法生长。这项工作也证明了通过CVD方法生长具有固定堆叠构型$e.g.$，t（1+ $n$）LG的MLG薄片的可能性。

在SiC上生长的和准独立的石墨烯层的结构表征

Structural characterization of as-grown and quasi-free standing graphene layers on SiC

我们报告了通过CVD在4 H-SiC（0001）上生长的两种类型的高质量外延石墨烯层的比较结构表征。所研究的层是在缓冲层顶部的单层石墨烯和通过在缓冲层下方嵌入氢而获得的准独立石墨烯。我们通过不同的互补原位和异位表面技术来确定这两层的形态和结构。我们发现在两个样品中都存在大岛，但具有不同的尺寸分布。进行光电子发射电子显微镜（PEEM）测量以获得关于不同区域的化学环境的信息。研究表明，单层石墨烯占主导地位，在大多数的表面梯田，而双层和三层石墨烯的存在下，观察到的步骤，条纹沿步骤和岛屿。

超高真空中石墨烯薄层在SiC叠层表面的生长

Growth of thin graphene layers on stacked SiC surface in ultra high vacuum

我们展示了一种在超高真空条件下在SiC的C面上制备薄石墨烯层的技术。一个堆栈的两个SiC衬底，包括一个半开放的腔在界面上被用来部分限制耗尽的Si原子从样品表面在生长过程中。我们观察到，这种配置显着减缓石墨烯的生长，以容易控制的速度在超高真空环境中的C面SiC。低能电子衍射和拉曼光谱的测量结果与堆叠配置生长的样品进行了比较，通过使用裸UHV升华工艺生长的样品。

通过热解生长在c面蓝宝石衬底上的多晶silicon-carbide形成的多层外延石墨烯

Multilayer epitaxial graphene formed by pyrolysis of polycrystalline silicon-carbide grown on c-plane sapphire substrates

我们使用超高真空化学气相沉积在c平面蓝宝石晶片上生长多晶碳化硅（SiC），然后在真空中在1250和1450°C之间退火以产生外延多层石墨烯（MLG）。尽管多晶SiC的表面粗糙度和小的畴尺寸，但形成了共形MLG膜。通过平面化的SiC之前，石墨烯的生长，拉曼缺陷带的减少被观察到在最终的MLG.The石墨烯上形成的抛光SiC薄膜也表现出显着更有序的逐层生长和增加的载流子迁移率相同的载流子密度作为非抛光样品。

三层数码石墨烯在Ru(0001)上的堆叠依赖电子性质

Stacking-dependent electronic property of trilayer graphene epitaxially grown on Ru(0001)

研究三层数码石墨烯在Ru(0001)上的生长、原子结构及电子性质，揭示不同堆叠顺序对密度态的影响，展示其作为探索石墨烯堆叠依赖电子性质的潜在平台。

通过使用Si $_{1-x}$ Ge $_x$缓冲层在Si上生长的SiC

3C-SiC grown on Si by using a Si$_{1-x}$Ge$_x$ buffer layer

立方碳化硅（3C-SiC）是用于高功率和新一代器件的新兴材料，但高质量3C-SiC层的开发仍然代表着科学和技术挑战，特别是当在Si衬底上生长时。在本讲座中，我们将讨论在外延层和衬底之间使用缓冲层，以减少缺陷并提高SiC外延膜的整体质量。特别是，我们发现外延膜的形貌和质量取决于碳化温度和Ge的浓度在Si 1-xGex/SiC界面附近。界面处的Ge偏析影响膜质量，并且特别地，接近界面处的>12%的[Ge]导致多晶的形成，而接近10%的[Ge]引起镜面状形态。此外，通过微调Ge浓度和碳化温度，实现了比在裸硅上生长的SiC所观察到的晶体质量更高的晶体质量。

CVD生长过渡金属二硫族化合物的低频拉曼模映射：层数、堆垛取向和共振效应

Mapping of Low-Frequency Raman Modes in CVD-Grown Transition Metal Dichalcogenides: Layer Number, Stacking Orientation and Resonant Effects

层状无机材料，如过渡金属二硫属化合物（TMD），由于其特殊的电子和光学性质而引起了人们的广泛关注。如果要利用这些特性，必须开发这些材料的可靠合成和表征。在此，我们提出了低频拉曼分析的MoS2，MoSe2，WSe2和WS2生长的化学气相沉积（CVD）。拉曼光谱是在大面积上采集的，允许在地图中可视化剪切和层呼吸模式的位置和强度的变化。这允许详细表征单层和少层的TMD，这是完善的（高频）拉曼和光致发光光谱的补充。这项研究为基本理解分层材料提供了一个主要的垫脚石，因为绘制低频模式可以在大面积上探测2D材料的质量，对称性，堆叠配置和层数。此外，我们报告的WS2拉曼光谱的低频区域的异常共振效应。

高纯半绝缘SiC中空位缺陷的聚集

Clustering of vacancy defects in high-purity semi-insulating SiC

用正电子寿命谱研究了半绝缘碳化硅中的本征空位缺陷。该材料显示含有（i）由4- 5个缺失原子组成的空位簇和（ii）与Si空位相关的带负电荷的缺陷。与团簇结合的总开放体积与生长态和退火态材料的电阻率相关。我们的研究结果表明，硅空位相关的复合物电补偿生长的材料，但迁移，以增加在退火过程中的集群的大小，导致电阻率的损失。

外延石墨烯和SiC衬底中的三重衍射对称性

Three-Fold Diffraction Symmetry in Epitaxial Graphene and the SiC Substrate

利用低能电子衍射（LEED）和低能电子显微镜（LEEM）暗场成像技术研究了SiC衬底上石墨烯薄膜的晶体学对称性和堆叠畴的空间分布。我们发现，从2和3个原子层的石墨烯的石墨烯衍射斑点具有3重对称性与AB（Bernal）堆叠的层一致。相反，来自缓冲层和单层石墨烯的石墨烯衍射斑点具有明显的6重对称性，尽管卫星斑点的3重性质表明石墨烯片中的更复杂的周期性。

SiC基片光学特性对巨磁光克尔效应的影响

Giant magneto-optical Kerr enhancement from films on SiC due to the optical properties of the substrate

我们报告了一个巨大的增强中红外（MIR）磁光复合克尔角（反射光的偏振变化）在各种材料上生长的SiC。在外延生长的多层石墨烯中，克尔角增强了68倍，这与克尔信号建模非常一致。在SiC和Al掺杂体SiC上生长的Fe薄膜中也观察到了很强的克尔增强。我们的实验和建模表明，增强发生在高能量的SiC reststrahlen带的实分量的复折射率n通过统一的边缘。此外，由于当n=1时信号大大增强，因此预测对于自支撑膜，在整个可见/红外（IR）光谱上存在增强。我们还预测了类似的巨大增强的法拉第（传输）和克尔旋转的薄膜上的超材料基板的折射率n=-1。这项工作表明，在MOKE测量中使用的衬底必须仔细选择时，调查磁光材料与弱MOKE信号或设计时，MOKE为基础的光电子器件。

在SiC上外延生长的石墨烯的结构和电子性质

Structure and electronic properties of epitaxial graphene grown on SiC

本文综述了外延石墨烯作为碳电子材料的研究进展。特别讨论了外延石墨烯生长、界面控制以及对多层外延石墨烯电子性质的理解方面的改进。虽然在SiC的两个极性面上生长的石墨烯被解决，但我们的讨论将集中在SiC的（000-1）C面上生长的石墨烯。C面多层外延石墨烯的独特性质已经变得显而易见。这些薄膜的电子行为就像一堆几乎独立的石墨烯片，而不是一个薄的Bernal堆叠的石墨样品。多层石墨烯的电子行为的起源是其独特的非Bernal旋转石墨烯平面的高度有序堆叠。虽然这些旋转不会显著影响层间相互作用，但它们确实破坏了石墨的堆叠对称性。正是这种对称性破缺导致每个片表现得像一个孤立的石墨烯平面。

顺序热处理工艺在石墨烯/SiC模板上生长的扭转石墨烯畴中成核密度的抑制

Suppression of nucleation density in twisted graphene domains grown on graphene/SiC template by sequential thermal process

本研究通过顺序热处理工艺在石墨烯/SiC模板上实现无金属CVD生长扭转石墨烯，显著抑制成核密度，并在1300°C阈值下改变成核行为，成功合成高比例扭转结构的少层石墨烯，为大规模电子应用提供有效途径。

在SiC（000 - 1）和SiC（000-1）上的石墨烯生长模式的确定

Determination of the graphene growth mode on SiC(0001) and SiC(000-1)

我们已经确定了石墨烯在SiC（000 - 1）和SiC（000-1）上的生长模式，使用超薄的，同位素标记的Si 13 C“标记层”外延生长在Si 12 C表面上。通过在升高的温度下热分解形成少层石墨烯覆盖层。对于两个表面终端（Si面和C面），我们发现13 C主要位于最外面的石墨烯层中，这表明在分解过程中，新的石墨烯层在现有的石墨烯层下面形成。

半极性/非极性GaN和蓝宝石衬底上异质外延生长的发光二极管中基面堆垛层错的消除

Elimination of basal-plane stacking faults in semipolar/nonpolar GaN and light emitting diodes heteroepitaxially grown on sapphire substrates

高质量的半极性和非极性GAN在实现高性能GaN基光电子器件中是至关重要的，然而，实现无基底平面堆垛层错（BSF）的大面积晶片一直是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们报告了一种方法来制备大面积，无堆叠故障（SF-自由）半极性GAN（4英寸）蓝宝石衬底。BSF形成的根本原因是在半极性和非极性异质外延期间出现N极性（000-1）面。利用动力学Wulff图的概念，我们成功地抑制了GAN（000-1）面的出现，从而消除了（000-1）基面上产生的层错。通过透射电子显微镜、阴极发光和低温光致发光表征证实了这一结果。此外，具有良好特性的InGaN发光二极管已经在蓝宝石衬底上的无SF半极性（20-21）GAN上制备。我们的工作开辟了一个新的见解异质外延生长的非极性/半极性GAN，并提供了一种方法，生产无SF-free的非极性/半极性GAN材料在大面积的晶圆，这将创造新的机会，在GAN光电和微电子研究。

用缺陷竞争外延法制备高纯半绝缘4 H- SiC外延层

High purity semi-insulating 4H-SiC epitaxial layers by Defect-Competition Epitaxy

在Si面4 H-SiC上，通过保持较高的C/Si比（1.3-15），系统地生长了厚的、高纯度的半绝缘（SI）同质外延层，其电阻率为\geq 109Ω·cm，C/Si比<1.3时生长的低掺杂外延层与C/Si比>1.3时生长的SI外延层的二次离子质谱比较表明，二者的残留杂质浓度差别不大。杂质浓度与测量电阻率的调和表明，补偿陷阱浓度约为1015 cm-3，只存在于硅外延层。高分辨率光诱导瞬态谱（HRPITS）鉴定为Si空位相关的深中心，没有检测到EH 6/7和Z 1/2能级。寿命约为5 ns，建议在快速开关功率器件中应用。

石墨烯在SiC上生长层数的确定及其厚度依赖性

Layer Number Determination and Thickness-dependent Properties of Graphene Grown on SiC

在碳化硅（SiC）的碳表面上生长的少层石墨烯的电子性质被发现强烈地依赖于层数。载流子迁移率在较厚的石墨烯中更大，因为在较高层中与衬底相关的散射减少。迁移率的载流子密度依赖性在薄和厚石墨烯中是定性不同的，其中转变发生在约2层处。在厚的石墨烯中，迁移率随着载流子密度而增加，类似于从天然石墨剥离的多层石墨烯，这表明尽管有报道记录了C面生长的石墨烯中的非Bernal堆叠顺序，但各个层仍然电耦合。由于态密度的增加，霍尔系数峰值在厚石墨烯中降低。因此，非常需要一种可靠且快速的层数表征工具。迄今为止，AFM高度测定和拉曼散射通常被使用，因为SiC上的石墨烯的光学对比度较弱。然而，这两种方法都具有低吞吐量的缺点。我们表明，扫描电子显微镜（SEM）的对比度可以得到类似的结果，更高的吞吐量。

从SiC（0001）外延生长石墨烯期间的台阶边缘不稳定性

Step-edge instability during epitaxial growth of graphene from SiC(0001)

石墨烯独特的电子性质提供了在微电子向纳米电子发展时取代硅的可能性。在碳化硅上外延生长的石墨烯在这方面是特别有吸引力的，因为SiC本身是有用的半导体，并且通过适当地操纵生长条件，可以产生表现出器件应用所需的理想二维石墨烯的所有传输性质的外延膜。然而，很少或根本不了解实际的生长动力学，这可能是需要为未来的过程控制。作为在这个方向上的一个步骤，我们提出了一个局部的热释放机制来解释手指状结构时观察到的石墨烯生长的SiC（0001）的阶梯流分解。使用一个连续的运动方程的形状演变的移动步骤，线性稳定性分析预测是否一个直线移动步骤的形状扰动生长或衰减作为生长温度的函数，在生长过程中保持的Si的背景压力，和惰性缓冲气体的有效性，以阻止Si原子从晶体表面逃逸。该理论给出了半定量的协议与实验观察到的手指之间的特性分离时，石墨烯生长在低压感应炉或在真空条件下。

Growth-related formation mechanism of I$_3$-type basal stacking fault in epitaxially grown hexagonal Ge-2H

The hexagonal-2H crystal phase of Ge recently emerged as a promising direct bandgap semiconductor in the mid-infrared range providing new prospects of additional optoelectronic functionalities of group-IV semiconductors (Ge and SiGe). The controlled synthesis of such hexagonal (2H) Ge phase is a challenge that can be overcome by using wurtzite GaAs nanowires as a template. However, depending on growth conditions, unusual basal stacking faults (BSFs) of I$_3$-type are formed in the metastable 2H structure. The growth of such core/shell heterostructures is observed in situ and in real-time by me…

Silicon carbide stacking-order-induced doping variation in epitaxial graphene

Generally, it is supposed that the Fermi level in epitaxial graphene is controlled by two effects: p-type polarization doping induced by the bulk of the hexagonal SiC(0001) substrate and overcompensation by donor-like states related to the buffer layer. In this work, we evidence that this effect is also related to the specific underlying SiC terrace. We fabricated a periodic sequence of non-identical SiC terraces, which are unambiguously attributed to specific SiC surface terminations. A clear correlation between the SiC termination and the electronic graphene properties is experimentally obse…

热分解和化学气相沉积：石墨烯在SiC（000-1）上多层生长的比较研究

Thermal decomposition and chemical vapor deposition: a comparative study of multi-layer growth of graphene on SiC(000-1)

本工作提出了一种比较的结构，化学和电子性能的多层石墨烯生长在SiC（000-1）通过使用两种不同的生长方法：热分解和化学气相沉积（CVD）。利用原子力显微镜（AFM）对样品的形貌进行了研究，并利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了大规模的观察。拉曼光谱用于评估多层石墨烯的结晶度和电子行为，并以非侵入性方式估计其厚度。虽然用两种不同方法获得的样品的结晶度是相当的，但我们的结果表明，CVD方法允许更好地控制生长的石墨烯的厚度。

使用外延石墨烯作为掩模通过MOVPE在4 H- SiC上纳米选择性区域生长GaN：朝向集成III族氮化物/石墨烯/ SiC电子学和光电子学

Nano selective area growth of GaN by MOVPE on 4H-SiC using epitaxial graphene as a mask: towards integrated III-nitride / graphene / SiC electronics and optoelectronics

我们报告的高品质的三角形GAN纳米台面的生长，30 nm厚，在4 H-SiC的C-面使用纳米选择性区域生长（NSAG）与图案化的外延生长在SiC上的石墨烯作为嵌入式掩模。NSAG解决了氮化物异质外延生长中的缺陷晶体问题，高迁移率石墨烯薄膜可以很容易地在GaN基光电子器件中提供背面低耗散电极。该方法包括首先通过碳化硅的约束控制升华在4 H-SiC的C面上生长5-8个石墨烯层的膜。然后将石墨烯膜图案化，并在石墨烯中蚀刻75纳米宽的开口阵列，露出SiC衬底。随后通过金属有机气相外延生长30纳米厚的GAN。GAN纳米台面在SiC上以完美的选择性外延生长，在通过石墨烯图案化的开口中，在石墨烯上没有成核。在SiC上的台面的向上或向下的取向，它们的三角形刻面，和横截面扫描透射电子显微镜显示，它们是双相的。核心是闪锌矿单晶，周围环绕着单晶六方纤锌矿。GAN晶体纳米台面没有穿线位错，也没有显示任何V-坑。该NSAG工艺潜在地导致高质量III族氮化物在晶片可扩展外延石墨烯/碳化硅平台上的集成。

石墨烯在silicon carbide上的堆叠结构域：一种嵌入途径

Stacking domains in graphene on silicon carbide: a pathway for intercalation

碳化硅（SiC）上的石墨烯在未来的石墨烯电子应用中具有巨大的潜力，因为它可以在晶圆级上获得，并且可以通过将各种原子插入石墨烯/SiC界面来定制其特性。然而，目前尚不清楚原子如何在这种广泛使用的嵌入过程中穿过不可渗透的石墨烯层。在这里，我们证明，与目前的共识相反，SiC上的石墨烯层是不均匀的，而是由不同的晶体堆叠域组成。我们表明，这些畴是在生长过程中本质上形成的，并且畴之间的位错主导了（脱）插层动力学。定制这些位错网络，例如通过衬底工程，将增加对嵌入过程的控制，并可能为二维超结构中的拓扑和相关电子现象开辟一个运动场。

在热壁CVD反应器中使用二氯硅烷的高生长速率4 H- SiC外延生长

High growth rate 4H-SiC epitaxial growth using dichlorosilane in a hot-wall CVD reactor

在垂直热壁化学气相沉积系统中，在（0001）80离轴衬底上以高速生长了厚的、高质量的4 H-SiC外延层。我们讨论了使用二氯硅烷作为Si-前体4 H-SiC外延生长，因为它提供了最直接的分解途径到SiCl 2，这是氯化化学中的主要生长物种。通过限制氢蚀刻速率直到系统在期望的生长温度下平衡来获得镜面表面形态。生长膜的RMS粗糙度范围为0.5-2.0 nm，具有非常少的形态缺陷（胡萝卜、三角形缺陷等）。同时能够实现30-100 \mum /hr的生长速率，比大多数常规生长高5-15倍。在很宽的C/Si比范围内观察到位置竞争外延，记录的掺杂浓度<1 × 1014 cm-3。X-射线摇摆曲线表明，外延层的结晶度高，与观察到的线宽为7.8 arcsec窄，而微波光电导衰减（\muPCD）测量表明，这些薄膜具有高注入（双极）载流子寿命在2 \mus的范围内。

使用分解的氮化硅掩模在4 H- SiC C面上可缩放地控制石墨烯生长

Scalable control of graphene growth on 4H-SiC C-face using decomposing silicon nitride masks

石墨烯的图案化是器件制造的关键。我们报告了一种通过在石墨化之前沉积120 nm至150 nm厚的氮化硅（SiN）掩模来增加或减少在碳化硅C面（000-1）上生长的外延石墨烯的层数的方法。在这个过程中，我们发现，由富硅SiN掩模覆盖的区域比非掩模区域多一至四层。相反，富N SiN使厚度减小三层。在这两种情况下，掩模在石墨化完成之前分解。通过拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和传输数据观察到，在掩蔽区域生长的石墨烯显示出良好的质量。通过调整生长参数，获得了选择性石墨烯生长和亚微米图案。

控制通过化学气相沉积生长的MoS2层中的层间激子

Controlling interlayer excitons in MoS2 layers grown by chemical vapor deposition

将MoS $_2$单层组合以形成多层允许获得新的功能。在这项工作中，我们研究的堆叠顺序和层间耦合的价态在MoS $_2$同质双层样品的化学气相沉积（CVD）生长和人工堆叠的CVD单层双层之间的相关性。我们表明，空穴离域的双层是允许在2 H堆叠，并在较强的层间激子吸收的结果，也在一个更大的A-B激子分离相比，3R双层，其中空穴和电子都被限制在各个层。比较2 H和3R反射率光谱允许提取约$t_\perp=49$ meV的层间耦合能量。获得非常相似的结果为生长和人工堆叠的双层是有希望的组装大面积范德华结构与CVD材料，使用层间激子吸收和A-B激子分离作为层间耦合的指标。除了DFT计算，包括激子效应确认签名的有效层间耦合2 H堆叠与我们的实验一致。

一种在UV上生长的高光提取紫外薄膜倒装LED的制作工艺

Fabrication technology for high light-extraction ultraviolet thin-film flip-chip (UV TFFC) LEDs grown on SiC

深紫外（UV-C）AlGaN发光二极管（LED）的光输出由于其较差的光提取效率（LEE）而受到限制。为了提高AlGaN发光二极管的发光效率，我们开发了一种将生长在SiC上的AlGaN发光二极管加工成具有高发光效率的薄膜倒装芯片发光二极管（TFFC LED）的制造技术。该工艺通过晶圆到晶圆键合将AlGaN LED外延层转移到新衬底上，并通过使用停止在AlN缓冲层处的高选择性SF6等离子体蚀刻去除吸收SiC衬底。我们优化了电感耦合等离子体（ICP）SF6蚀刻参数，以开发具有高可靠性和精确外延控制的衬底去除工艺，而不会产生微掩模缺陷或降低等离子体蚀刻系统的健康状况。在高射频偏压（400 W）下，SF6等离子体刻蚀SiC的速率约为46 μm/hr，在低射频偏压（49 W）下，刻蚀速率约为7 μm/hr，SiC和AlN之间具有很高的刻蚀选择性。SiC和AlN之间的高SF6蚀刻选择性对于去除SiC衬底并暴露原始光滑的AlN表面是必不可少的。我们展示了外延转移过程中制造高光提取TFFC LED从AlGaN LED生长在SiC上。为了进一步增强光提取，暴露的N面AlN在稀KOH中被各向异性蚀刻。在室温下KOH粗化后，AlGaN LED的LEE提高了约3倍。该AlGaN TFFC LED工艺建立了通向高外部量子效率（EQE）和功率转换效率（PCE）UV-C LED的可行路径。

在6 H- SiC（000-1）上制备多层石墨烯：STM的研究

Few layers graphene on 6H-SiC(000-1): an STM study

我们已经通过扫描隧道显微镜（STM）分析了由在6 H-SiC的C终止面上生长的几个（3-5个）石墨烯层制成的薄膜，以确定在该材料中报道的方位角无序的性质。我们观察到的超结构被解释为莫尔图案由于连续层之间的取向差角。堆垛层错的存在预计会导致电子性质，使人联想到单层石墨烯，即使是多层样品。我们的结果表明，这种明显的电子退耦层可以显示在STM数据。

锯齿形石墨烯带中的边缘态和弹道输运：SiC多型体的作用

Edge states and ballistic transport in zig-zag graphene ribbons: the role of SiC polytypes

在6 H-SiC面上生长的锯齿形边缘石墨烯带是弹道导体。已经假设在4 H-SiC上生长的锯齿形石墨烯带也将是弹道的。然而，在这项工作中，我们表明SiC多型体很重要;弹道石墨烯带只在6 H SiC上生长。4 H和4 H钝化带是扩散导体。详细的光电子发射和显微镜研究表明，6 H-SiC侧壁锯齿形带是金属与一对n掺杂的边缘状态与不对称的边缘终端，相比之下，4 H-SiC锯齿形带强烈结合到SiC，严重扭曲带的$π$ -带。$\text{H}_2$ -钝化的4 H带返回到金属状态，但没有显示出边缘状态的证据。

用于高频晶体管的半方SiC（0001）硅表面外延石墨烯的生长

Wafer-scale Epitaxial Graphene Growth on the Si-face of Hexagonal SiC (0001) for High Frequency Transistors

在2英寸SiC晶片的Si表面上生长了多达两层的外延石墨烯，显示出室温霍尔迁移率高达1800 cm^2/Vs，从无栅的160微米x 200微米霍尔棒测量，从顶栅的1微米x 1.5微米霍尔棒测量，高达4000 cm^2/Vs。生长过程涉及在含Si气体中SiC的清洁步骤，随后在氩气中退火步骤以形成外延石墨烯的组合。这种石墨烯的结构和形态的特征在于使用AFM，HRTEM和拉曼光谱。此外，使用在SiC的Si面上生长的外延石墨烯制造了栅极长度为240 nm的峰值截止频率fT为100 GHz的顶栅型射频场效应晶体管（RF-FET），其霍尔迁移率在未栅控霍尔条中高达1450 cm^2/Vs，在顶栅控霍尔条中高达1575 cm^2/Vs。这是迄今为止从任何种类的石墨烯测量的最高截止频率。

石墨烯在碳封端SiC（000 $\bar{1}$）表面的从头算研究

Graphene on the C-terminated SiC (000 $\bar{1}$) surface: An ab initio study

采用从头计算方法研究了SiC（000 $\bar{1}$）表面的$(2\times2)$重构层上石墨烯层的原子和电子结构.与（0001）面不同，这里没有发现C缓冲层。Si吸附原子钝化衬底表面，使得第一个C层呈现石墨烯的线性分散特性。小的石墨烯-基底相互作用保持与扫描隧道实验一致（F.Hiebel等人{ \it Phys. Rev. B} { \bf 78} 153412（2008））。堆叠几何形状的相互作用，解释了在这个面上观察到的旋转无序的影响很小。

电子自旋共振研究氮掺杂6 H SiC晶体中局域和离域电子的温度行为

Temperature dependent behavior of localized and delocalized electrons in nitrogen-doped 6H SiC crystals as studied by electron spin resonance

本文研究了用Lely法和升华三明治法生长的n型6 H-SiC晶体中氮施主的电子自旋共振（ESR）谱的温度行为，施主浓度为10^17 cm^（-3），温度范围为60-150 K。在T>=80 K的ESR谱中观察到一个宽的信号，具有洛伦兹线形，gpar=2.0043（3），gper=2.0030（3），这在文献中以前被归属于1 s（E）激发态的N施主。通过对ESR谱线的线形、线宽和g张量的分析，我们将此信号归因于传导电子。在T>80 K时，CE ESR信号的出现是由于N施主的1 s（A）基态和1 s（E）激发态电子电离到导带，而Nk 1，k 2施主的超精细（hf）分裂随温度升高而减小则归因于hf分裂的运动窄化效应. CE ESR线宽的温度依赖性由指数规律（Orbach过程）描述，其中活化能对应于驻留在准立方位置（Nk 1，k2）的N的1 s（A1）和1 s（E）能级之间的能量分离。通过对非接触法测量的微波电导率与温度关系的理论分析表明，由于两种样品中费米能级的位置不同，Lely生长样品中Nk 1，k2施主的能级和SSM生长的6 H SiC中六方晶系Nh的能级都发生了自由电子的电离

导电原子力显微镜研究层错和畴界对立方碳化硅电子输运的影响

Impact of stacking faults and domain boundaries on the electronic transport in cubic silicon carbide probed by conductive atomic force microscopy

尽管其对于能量高效功率转换的巨大承诺，但是硅上的立方碳化硅（3C-SiC）的电子质量目前受到异质外延材料中存在的各种扩展缺陷的限制。然而，不同的缺陷对电子运输的具体作用仍在争论之中。在这项工作中，在3C-SiC/Si上的肖特基接触的宏观和纳米尺度的表征进行，以阐明反相界（APB）和堆叠故障（SF）的影响，这些设备的正向和反向的电流-电压特性。通过导电原子力显微镜（CAFM）对3C-SiC的电流分布直接显示了APB作为反向偏置泄漏的主要缺陷的作用，而APB和SF都被示出在正向极化下作为优先电流路径工作。这两种缺陷之间的明显差异也证实了电子输运模拟的一个正面到背面接触的SF和APB。这些实验和模拟结果提供了不同类型的扩展缺陷对基于3C-SiC/Si的垂直或准垂直器件中的电输运所起的作用的图片，并且可以作为通过缺陷工程来改善材料质量的指导。

在SiC（0001）上外延石墨烯中观察到的小尺度旋转无序

Small scale rotational disorder observed in epitaxial graphene on SiC(0001)

在电子设备中使用石墨烯的兴趣激发了对这种非凡材料的研究爆炸。简单的线性狄拉克锥能带结构提供了一个独特的可能性，研究其更精细的细节，角分辨光电子能谱学（ARPES）。事实上，ARPES已经在金属衬底上生长的石墨烯上进行，但电子应用需要绝缘衬底。通过碳化硅（SiC）的热分解生长的外延石墨烯由于所产生的大规模、均匀的石墨烯层而为此是理想的候选者。SiC上外延石墨烯的实验光谱函数已经被广泛研究。然而，到目前为止，费米面的谱宽各向异性的原因尚未确定。在目前的工作中，我们表明，通过比较的光谱函数的半经验模型，各向异性是由于小规模的旋转无序（$\sim\pm$ 0.15 $^{\circ}$）的石墨烯在SiC（0001）样品上生长的石墨烯域。除了在理解石墨烯的电子结构方面的直接好处之外，这项工作还提出了一种解释相关ARPES数据中类似变化的机制。

SiC（0001）的Atmospheric pressure石墨化-一种获得晶片尺寸石墨烯层的途径

Atmospheric pressure graphitization of SiC(0001)- A route towards wafer-size graphene layers

我们研究了在SiC（0001）衬底上外延生长的石墨烯薄膜，采用Ar气氛代替真空气氛进行退火。使用AFM和LEEM，我们观察到显着改善的表面形态和石墨烯域的大小。对单层石墨烯薄膜的霍尔测量显示，室温下载流子迁移率约为1000 cm^2/Vs，27 K下约为2000 cm^2/Vs。这里介绍的生长过程建立在技术上可行的基础上的石墨烯膜的合成。

通过silicon carbide的限制控制升华生产的大面积和结构化外延石墨烯

Large area and structured epitaxial graphene produced by confinement controlled sublimation of silicon carbide

在佐治亚理工学院（GT）对石墨烯基电子产品进行开创性研究之后，在碳化硅（EG）上开发外延石墨烯作为一种新的电子材料方面取得了巨大进展。EG不仅展示了其大规模应用的潜力，它还成为基础二维电子气物理学的宝贵材料，表明只有EG才能定义未来的石墨烯科学。众所周知，石墨烯单层和多层在超高真空中的高温下在SiC晶体上生长。在这些温度下，硅从表面升华，富碳表面层转化为石墨烯。然而，由于在相对较低的温度下的高升华速率，在真空中生产的石墨烯的质量较差。GT团队开发了将SiC晶体封装在石墨外壳中的生长方法，从而隔离蒸发的硅并使生长过程更接近平衡。在这种约束控制升华（CCS）工艺中，在SiC晶体的两个极性面上生长非常高质量的石墨烯。自2003年以来，超过50篇出版物使用CCS生长的石墨烯，其中它被称为“炉生长”石墨烯。使用CCS方法在SiC的碳终止面上生长的石墨烯多层膜被示出由解耦的高迁移率石墨烯层组成。CCS方法现在应用于结构化碳化硅表面，以产生高迁移率的纳米图案化石墨烯结构，从而证明EG是下一代电子产品的可行竞争者。在这里，我们介绍了CCS方法，并展示了几个外延石墨烯的突出性能和应用。

Silicon Carbide上的外延石墨烯

Epitaxial Graphenes on Silicon Carbide

综述了在SiC晶体六方基面上外延生长石墨烯的材料科学研究进展。结果表明，在Si端SiC（0001）表面上外延生长的石墨烯与在C端SiC（000 - 1）表面上外延生长的石墨烯有很大的不同，并讨论了这些石墨烯的物理结构。描述了每种类型的外延石墨烯的独特的电子结构和输运性质，以及外延石墨烯器件的发展进展。这种材料系统具有丰富的微妙之处，并且在两个极性面上生长的石墨烯在重要方面有所不同，但是在这些外延石墨烯中发现了理想石墨烯的所有显着特征，并且已经实现了多GHz器件的晶圆级制造。

Gr在SiC（0001）和Si（100）上的中能离子散射

Medium Energy Ion Scattering of Gr on SiC(0001) and Si(100)

高分辨率离子束分析石墨烯的深度分布是分析石墨烯单层厚度的实用方法。不仅能量分辨率足以从下面的SiC中分辨石墨烯，而且通过使用同位素标记，可以标记由反应的乙烯产生的石墨烯。此外，我们能够分析由氧化的Si（100）衬底支撑的石墨烯，允许研究通过化学气相沉积在金属上生长并转移到硅上的石墨烯膜。这引入了一种强大的方法来探索石墨烯形成的基本原理。

$6H$ $\{0001\}$表面末端的相对稳定性和通过Si蒸发形成石墨烯覆盖层

Relative stability of $6H$-SiC$\{0001\}$ surface terminations and formation of graphene overlayers by Si evaporation

我们提出了密度泛函理论（DFT）计算6 H-SiC $\{0001\}$表面与不同的表面堆叠和终端。我们比较了不同的$(0001)$和$(000\bar1)$表面的表面自由能的相对稳定性。去除表面和亚表面的硅原子，我们模拟的石墨烯和石墨烯类覆盖层的形成硅蒸发。我们发现，具有不同性质的键合的覆盖层是优选的在两个非等效的表面取向。在$(0001)$，化学键合，高度应变和屈曲的膜被预测。在$(000\bar1)$中，优选范德华（vdW）键合的覆盖层。我们量化的vdW绑定，并表明它可以有一个掺杂效应的电子行为的覆盖层。

揭示SiC衬底上砷烯的结构演化

Uncovering the Structural Evolution Arsenene on SiC Substrate

本文在绝缘SiC衬底上通过分子束外延生长出具有三角结构的新型应变砷烯同素异形体，结合密度泛函理论模拟证实其结构并发现类Peierls相变导致的间接带隙半导体行为。