Comparative study on magnetoresistance of carbon-cobalt nanocomposite thin films grown by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积技术在$Si$衬底上生长了$C_{1-x}Co_x$薄膜（含$x=0.1$、$0.15$和$0.2$），研究了外加磁场对薄膜电阻的影响。结果表明，磁电阻（MR）的行为强烈依赖于温度。也就是说，在低温下，MR是积极的，其行为是由场介导的弱本地化方案。而在高温下，MR变为负值，其行为主要是电子在铁磁钴原子上的散射。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Facile fabrication of suspended as-grown carbon nanotube devices
报道了一种简单的可扩展方案，用于制造悬浮碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET），而不暴露原始的生长碳纳米管进行后续的化学处理。通过控制悬浮纳米管的密度和在同一电极组上多次复制器件，证明了该技术的多功能性和易用性。悬浮的碳纳米管的结果在双极传输行为与可忽略的滞后。悬浮的CNT-FET的Hooges常数（2.6 × 10-3）比SiO2上的对照CNT-FET（5.6 × 10-2）低约20倍。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2011-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of vertically aligned carbon nanotube forests grown on stainless steel surfaces
垂直排列的碳纳米管（CNT）森林是一类特别有趣的纳米材料，因为它们结合了多功能特性，例如高能量吸收、抗压强度、可回收性和超疏水性，并且重量轻。这些特性使它们适合用作金属管道和叶片的涂层、保护层和涂层基材。CNT森林在金属上的直接生长提供了将可调CNT官能团直接转移到所需基底上的可能性。在这里，我们专注于表征结构和机械性能，以及在不同类型的不锈钢上生长的CNT森林的润湿性和粘附性。我们调查的碳纳米管的微观结构的钢基板的组成和形态之间的相关性，并揭示后者如何最终控制的CNT森林的机械和润湿性能。此外，我们还研究了基底形貌对碳纳米管与基底粘附性的影响。我们强调，相同的结构-性能关系支配的机械性能的碳纳米管森林生长在钢和Si上。
2018-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diamond-Like Carbon film from Liquid Gas on Metallic Substrates
采用直流等离子体技术，利用液态气体在铜、铝和钢基体上制备了类金刚石薄膜。红外光谱的吸收表明，生长的薄膜为类金刚石薄膜。通过对50 mAh和200 ${}^\circ$ C下生长的薄膜的室温紫外-可见光谱的解卷积，除了得到CL、PL、PLC和ESR的谱线外，还得到了一些新的谱线。我们还观察到了激子在室温下的吸收线。
1998-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of growth temperature on the CVD grown Fe filled multi-walled carbon nanotubes using a modified photoresist
采用常压化学气相沉积法，利用乙酰丙酮铁与传统光刻胶的简单混合物合成了Fe填充的碳纳米管，并研究了生长温度从550 ° C到950 °C对Fe填充的碳纳米管的影响。扫描电子显微镜结果表明，随着生长温度从550 °C升高到950 °C，纳米管的平均直径增大，而数量密度减小。高分辨率透射电子显微镜以及能量色散X射线研究表明，纳米管具有多壁结构，部分Fe填充所有的生长温度。通过X射线衍射图观察到纳米管的石墨性质。拉曼光谱分析表明，碳纳米管的石墨化程度取决于生长温度。
2020-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Field emission properties of as-grown multiwalled carbon nanotube films
多壁碳纳米管已经通过乙烯催化化学气相沉积产生，并用于通过膜过滤制造厚且致密的独立膜（“巴基纸”）。用高真空原子力显微镜研究了巴基纸的场发射特性，并以标准金属悬臂梁作为阳极收集样品发射的电子。Buckypapers显示了一个有趣的线性相关的福勒-诺德海姆图证明其适合作为发射器。通过在亚微米区域精确调节针尖-样品距离，我们发现场增强因子不受距离变化的影响，直到2um。最后，对电流稳定性的研究表明，强度约为3.3 *10-5A的场发射电流在几个小时内保持非常稳定（波动在5%以内）。
2011-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local gating of carbon nanotubes
报道了化学气相沉积（CVD）法生长的碳纳米管下放置多个静电门的局部效应。单壁碳纳米管通过CVD从Fe催化剂岛穿过薄Mo“指状栅极”（150 x 10 nm）生长。在管生长之前，几个指状栅极被光刻图案化，随后使用低温原子层沉积涂覆有图案化的高k电介质。输运测量表明，局部指门具有与全局背门不同的效果。
2003-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管（SWCNT）制成的单电子晶体管（SET）有望用于以超低功耗运行的量子电子器件，并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长，利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤，导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点，其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性，所述几何形状更复杂，即横向有序和可扩展，如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of carbon incorporation in sulfide thin films grown by hybrid pulsed laser deposition
研究通过混合脉冲激光沉积法评估硫化物薄膜中碳掺杂的影响，发现最佳生长温度和TBDS压力可显著减少碳污染。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Single crystals of DPPH grown from diethyl ether and carbon disulfide solutions - Crystal structures, IR, EPR and magnetization studies
以乙醚和二硫化碳为原料合成了自由基2，2-二苯基-1-苦基肼（DPPH），用X射线衍射、红外光谱、电子顺磁共振（EPR）和超导量子干涉仪（SQUID）等方法对DPPH单晶进行了表征。X-射线结构分析和红外光谱表明，从醚中结晶的DPPH形式（DPPH 1）是无溶剂的，而从CS2中获得的DPPH形式（DPPH 2）是组成4DPPH·CS2的溶剂化物。在室温和低温（10 K）下的X-波段EPR谱估计的g-张量的主值。磁化研究表明，存在反铁磁耦合二聚体在这两种类型的晶体。但两种DPPH的二聚化方式和交换耦合强度不同，这与它们的晶体结构相一致。所得结果提高了参数的准确性，并使更好地了解DPPH作为EPR谱中的标准样品的性质。
2012-02-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Growth of carbon nanotubes on quasicrystalline alloys
我们报道了在准晶合金上合成碳纳米管。采用浮动催化剂化学气相沉积法在十次准晶的导电面上制备了定向排列的多壁碳纳米管。发现纳米管的排列垂直于准晶的十次面。在各种准晶和SiO2衬底上生长的管之间的生长和管质量之间的比较也已作出。虽然在十面体准晶衬底上观察到显著的MWNT生长，但在二十面体准晶衬底上没有观察到显著的生长。拉曼光谱和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的结果表明，高结晶性的纳米管。还观察到在这些基底上生长的纳米管中存在连续的铁填充核，这在使用类似方法在硅和/或二氧化硅基底上生长的MWNT中通常看不到。该研究对于理解MWNTs在导电基底上的生长机制具有重要意义，这些基底具有潜在的热沉应用。
2012-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Chemically Induced Transformation of CVD-Grown Bilayer Graphene into Single Layer Diamond
尽管对多层石墨烯化学诱导转化为类金刚石膜进行了大量的密度泛函研究，但仍然缺乏这种转化的全面令人信服的实验证据。我们发现，通过化学气相沉积在单晶CuNi（111）表面上生长的Bernal（AB）堆叠的双层石墨烯（AB-BLG）中的石墨烯片的重结晶触发了层间碳-碳键的形成，导致氟化金刚石单层（F-金刚石）。利用X射线光电子能谱、紫外光电子能谱、Raman光谱、UV-Vis光谱、电子能量损失谱、透射电子显微镜和密度泛函理论（DFT）计算，研究了氟化学吸附诱导的AB-BLG向单层金刚石的相变。
2019-01-08 cond-mat.mtrl-sci
CBVB-nH complexes as prevalent defects in metal-organic vapor-phase epitaxy-grown hexagonal boron nitride
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理与工程技术中心）
研究通过从头计算探讨了CBVB-nH复合物的热力学稳定性及光学性质，揭示其在氮气富集条件下形成机制，并解释了1.90 eV和2.24 eV发射峰的起源。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Structure of graphene and a surface carbide grown on the (0001) surface of rhenium
过渡金属表面催化涉及含碳物质的广泛热活化反应-从原子碳到小烃或有机分子和聚合物。这些反应产生良好分离的相，例如石墨烯和金属表面，或者相反，合金相，例如金属碳化物。在这里，我们研究了碳相在一个（0001）表面上，其中前一种相可以转化为后者。我们发现这种转变随着退火时间的增加而发生，因此不适合提高石墨烯的质量。我们的扫描隧道光谱和反射高能电子衍射分析表明，重复的短退火周期最适合于增加结构连贯的石墨烯域的横向延伸。使用相同的技术和支持的密度泛函理论计算，我们接下来揭开，在真实的空间中，对称性的许多变种（两个六重家庭）的一个表面碳化物观察衍射自20世纪70年代以来，并最终提出模型的原子细节。其中一个模型，很好地匹配显微镜观察，由平行行的八个对齐的碳三聚体与所谓的$(7\times\sqrt{\mathrm{19}})$单位电池相对于Re（0001）。
2020-11-18 cond-mat.mtrl-sci
The Raman response of double wall carbon nanotubes
碳纳米管（CNT）上的拉曼光谱产生了丰富的各种信息，由于电子和振动性质之间的密切相互作用。本文综述了双壁碳纳米管的性质。特别是，它表明，单壁碳纳米管封装C $_{60}$，所谓的豆荚，转化为DWCNT时，经受高温处理。内管在无催化剂的环境中生长，并且不遭受通常对于生长的SWCNT或DWCNT遇到的杂质或缺陷。因此，内管以高度完美的方式生长，如从异常狭窄的径向呼吸模式（RBM）线推断的。这将SWCNT的内部省略为纳米洁净室。讨论了C $_{60}$生成内纳米管的机理。我们还报告了最近的研究，旨在简化和工业规模的DWCNT生产过程中利用低温peapod合成方法。观察到内胎的RBM分裂。这与DWCNT的两个壳之间的相互作用有关，因为相同的内管类型可以封装在不同的外管中。内管RBM的尖锐外观允许管模式到（n，m）指数的可靠分配，并且因此提供管直径与RBM频率之间的关系的精确确定。
2004-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-dependent electrical transport in individual single-walled carbon nanotubes grown across SiO$_2$ and hexagonal boron nitride
Department of Applied Physics, The University of Osaka（大阪大学应用物理系）
通过在同一碳纳米管内直接比较SiO₂和hBN上的沟道，发现hBN衬底能提高碳纳米管的载流子迁移率，而本征小带隙不受影响。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Tube-Tube and Tube-Surface Interactions in Straight Suspended Carbon Nanotube Structures
研究了用化学气相沉积法（CVD）生长的悬浮碳纳米管（CNTs）的绷紧度。用透射电子显微镜（TEM）和高分辨率扫描电子显微镜（HR-SEM）分析悬浮的纳米管。HR-SEM和TEM研究表明，碳纳米管之间的相互作用，以及与它们生长的表面上，是一个主要原因的拉紧的悬浮管。具体而言，管-管和管-表面动力学导致邻接管产生拉链效应，从而拉直和收紧它们。悬浮的碳纳米管相互粘附，并尽可能多地粘附在表面上，以最大限度地减少它们的总能量，从而形成绷紧的悬浮结构。这种效应可以如此强烈，以至于迫使宽管弯曲，而不涉及其他外力。这项研究的影响，包括所有形式的纳米管的取向过程中使用的CVD方法。这里提出的结果提供了基础的微调的能力，使用衬底的机械特性的CNT网络形成的控制。
2006-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Direct growth of graphitic carbon on Si(111)
研究了在Si（111）7 $\times$ 7上直接生长石墨薄膜的适宜条件。利用俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）、低能电子衍射（LEED）、拉曼光谱（Raman）和扫描隧道显微镜（STM）研究了样品的结构和电子性质。特别地，我们呈现了直接生长在Si（111）上的碳蜂窝晶格的STM图像。我们的研究结果表明，形成的石墨烯薄膜的质量不仅取决于衬底温度，但也在界面处的碳缓冲层。这种方法可能非常有前途的石墨烯为基础的电子和集成到硅技术。
2012-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Highly Conductive 3D Nano-Carbon: Stacked Multilayer Graphene System with Interlayer Decoupling
研究了具有完全层间解耦的三维纳米碳堆叠多层石墨烯（s-MLG）体系的导电和击穿行为。通过转移和堆叠大面积CVD生长的石墨烯单层，然后进行线图案化和等离子体蚀刻来制备s-MLG。拉曼光谱用于确认层数。D-带峰指示样品中的低缺陷水平。进行电流应力诱导的掺杂以使电荷中性狄拉克点移位并降低石墨烯/金属接触电阻，从而改善整体导电性。击穿实验表明，s-MLG的载流能力比单层石墨烯有很大提高。
2011-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Millimeter-Scale, Highly Ordered Single Crystalline Graphene Grown on Ru (0001) Surface
我们展示了一种通过热退火含碳钌单晶来合成大规模单层石墨烯的方法。低能电子衍射表明石墨烯生长到毫米级尺寸，具有良好的长程序有序性，扫描隧道显微镜显示出完美的结晶性。用第一性原理计算增强的莫尔图案的分析显示石墨烯层与下面的Ru（0001）表面不相称，形成具有~+0.81%的平均晶格应变的N乘N超晶格。我们的研究结果为生产高质量的单晶石墨烯基础研究和大规模石墨烯晶片的设备制造和集成提供了一种有效的方法。
2007-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of carbon contamination under ion and hot atom bombardment in a tin-plasma extreme ultraviolet light source
对极紫外光刻机掠入射收集极的分子污染进行了实验研究。发现在脉冲锡等离子体放电的照射下生长了碳膜。我们的研究表明，该膜是化学惰性的，并具有典型的氢化无定形碳膜的特性。实验观察到，该膜由碳（~70 at. %）、氧（~20 at. %）和氢（与氧和碳结合），以及一些at. %的锡。大部分的氧和氢最有可能作为OH基团存在，化学键合到碳上，表明在成膜过程中吸附水的重要作用。据观察，膜主要是sp3杂化碳，这是典型的类金刚石碳。在514和264 nm激发下，薄膜的拉曼光谱是典型的氢化类金刚石碳。此外，在H2等离子体中的化学离子溅射中，与磁控溅射碳膜相比，较低的蚀刻速率和较高的能量阈值表明该膜具有类金刚石碳性质。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-Thin Double-Walled Carbon Nanotubes A Novel Nanocontainer for Preparing Atomic Wires
采用氢弧放电法制备了高石墨化度的双壁碳纳米管。所获得的DWCNT具有内管和外管两者的直径的窄分布，并且超过一半的DWCNT具有在0.6-1.0 nm范围内的内径。测量了DWCNT阴极到阳极的场致电子发射，在4.3 V/μm的电场下，发射电流密度达到1 A/cm 2。经过高温处理的DWCNT，长的线性碳链（C链）可以在超薄DWCNT内生长，形成一种新的C链@DWCNT纳米结构，表明这些超薄DWCNT是一个合适的纳米容器，用于制备真正的一维纳米结构与一个原子直径。
2011-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Molecular pillar approach to grow vertical covalent organic framework nanosheets on graphene: new hybrid materials for energy storage
制备了由垂直取向的共价有机框架（COFs）和石墨烯组成的杂化2D-2D材料，并测试了其储能应用。将共价连接到氧化石墨烯（GO）的二硼酸分子用作用于引导COF-1纳米片（v-COF-GO）垂直生长的成核位点。该杂化材料显示出相对于GO边缘取向的厚度为约3至15 nm的COF-1纳米片森林。在不存在分子柱的情况下进行的相同反应导致平行于GO表面的厚COF-1片晶的不可控生长。将v-COF-GO转化为导电碳材料，保留了前体的纳米结构，其中多孔碳纳米片以边缘取向接枝到石墨烯上。它被证明是超级电容器的高性能电极材料。分子柱方法可用于制备许多其他2D-2D材料，并控制它们的相对取向。
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Synthetic Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition on Copper Foils
石墨烯是一种单层共价键合的碳原子，它的发现引起了人们的强烈兴趣。使用机械剥离的石墨烯的初步研究揭示了其显着的电子，机械和热性能。大面积制备石墨烯薄膜及其应用的需求日益增长，发展迅速。在铜上的化学气相沉积已经成为获得质量与剥离的石墨烯相当的大规模石墨烯膜的最有前途的方法之一。在本章中，我们回顾了常压化学气相沉积法在铜箔衬底上生长石墨烯的合成和表征。我们还讨论了这种大规模合成石墨烯的潜在应用。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
LiMn1-xFexPO4 Nanorods Grown on Graphene Sheets for Ultra-High Rate Performance Lithium Ion Batteries
随着LiFePO 4作为可再充电锂电池的新型正极材料的成功应用，另一种橄榄石结构的材料LiMnPO 4由于其较高的工作电势电压和能量密度而引起了人们的兴趣和努力。然而，由于其极低的电导率和离子电导率，基于LiMnPO 4的阴极材料的高倍率性能一直具有挑战性。在这里，我们开发了一种直接结合在石墨烯片（从氧化石墨烯还原）上的Fe掺杂的LiMnPO 4（LiMn0.75Fe0.25PO4）纳米棒的合成，以使LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒具有优异的导电性。LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒的形貌是石墨烯上生长的材料所特有的，并且对于Li+的快速扩散是理想的，其扩散路径为[010]晶轴沿着纳米棒的短径向方向（~20- 30 nm）。这些共同导致在约30-40秒内的超快放电，而不使用高碳含量。我们的LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒/石墨烯混合物在高工作电压下具有99.5%以上的高库仑效率，在所有掺杂的锂离子电池LiMnPO 4正极材料中表现出最佳的倍率性能。
2011-07-01 cond-mat.mtrl-sci
On the rotational alignment of graphene domains grown on Ge(110) and Ge(111)
我们已经使用低能电子衍射和显微镜来比较石墨烯在无氢Ge（111）和Ge（110）上从原子碳助熔剂的生长。在Ge（110）上的生长导致石墨烯域与衬底的显著更好的旋转对准。为了解释Ge（111）上的旋转取向性差，我们从实验和理论上研究了Ge上的吸附原子重构与石墨烯的相互作用。我们发现Ge（111）的吸附原子重构的有序跃迁没有受到石墨烯的显著扰动。密度泛函理论计算表明，石墨烯在重构Ge（110）上具有大幅度的波纹，而在重构Ge（111）上则非常平坦。我们认为，波纹的情况下，防止石墨烯岛锁定到一个优选的取向。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between structure and electrical transport in ion-irradiated graphene grown on Cu foils
石墨烯生长的化学气相沉积和支持在SiO2和蓝宝石衬底上进行了研究后，控制引入35 keV的碳离子辐照引起的缺陷。在能量密度范围为10^12 cm^-2至10^15 cm^-2时，拉曼光谱的变化表明，石墨烯的结构从高度有序的层演变为无序区域的拼凑，最后演变为基本上无定形的薄膜。这些结构变化导致霍尔迁移率急剧下降几个数量级，而霍尔浓度却几乎保持不变，这表明费米能级被钉扎在接近1 × 10^13 cm^-2的空穴浓度上。共振散射体的散射模型与迁移率测量结果非常吻合，离子注量高达1 × 10^14 cm^-2。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring the effect of varying regime of ion fluence on optical and surface electronic properties of CVD Grown Graphene
在这项工作中，依赖于离子注量的缺陷的形成对石墨烯表面的电子和光学性质的改性的效果进行了研究。采用不同注量的快重离子（70 MeV Si+5）辐照化学气相沉积（CVD）石墨烯，研究了其表面缺陷的形成机制及其对石墨烯表面电子性质如功函数的调节作用.在低离子剂量下，观察到通过空位产生的受体掺杂;而在较高剂量下实现了密集的电子激发主导的扩展缺陷，这随后将结晶石墨烯转化为无定形碳。紫外-可见光谱、拉曼光谱和扫描开尔文探针显微镜（SKPM）的结果支持这一事实。因此，探索了一种新的途径，在SHI辐照下的石墨烯的转变，离子剂量可能是实现在石墨烯中的几个效果的主要因素。
2022-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Domain (Grain) Boundaries and Evidence of Twin Like Structures in CVD Grown Graphene
理解和设计化学气相沉积（CVD）单层石墨烯中的畴边界对于改善其性能至关重要。在这项研究中，结合透射电子显微镜（TEM）技术，包括选区电子衍射（SAED），高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），和暗场（DF）TEM被用来研究的边界取向角分布和性质的碳键在域边界。这份报告提供了一个重要的第一步，从根本上了解这些领域的边界。结果表明，对于本研究中生长的石墨烯，测量的46个取向差角均在11-30度之间（7度的一个除外）。HRTEM图像显示在几乎所有的边界区域中存在吸附物。当边界成像时，在边界处看到缺陷（悬挂键），这可能有助于吸附物在这些边界处结合。DFTEM图像还显示了“孪生”边界的存在。
2010-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Analysis of Graphene-Based Nanoelectromechanical Switch
在这里，我们提出了基于石墨烯的纳米机电开关与垂直的碳纳米管电极通过经典的分子动力学模拟。碳纳米管生长在方孔的中心，石墨烯覆盖在方孔上。施加孔的底部与石墨烯之间的电势差以使石墨烯偏转。通过经典分子动力学模拟，研究了石墨烯基碳纳米管纳米机电开关的机电特性，该开关可以通过外力来实现开关.这项模拟工作明确表明，这种器件适用于纳米传感器和量子计算，以及超快速响应开关器件。
2016-07-14 cond-mat.mtrl-sci
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。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2011-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Growth of Large-Area Graphene Films from Metal-Carbon Melts
我们已经展示了一种用于大面积石墨烯生长的新方法，这可以导致可扩展的低成本高通量生产技术。该方法基于从熔融相生长单层或少层石墨烯膜。该过程包括在特定温度下将碳溶解在熔融金属中，然后在较低温度下使溶解的碳在熔体顶部成核和生长。用于金属-碳熔体的所检查的金属包括铜和镍。对于后者，成功地生长了原始单层石墨烯。对所得石墨烯层进行详细的显微镜和拉曼光谱表征。拉曼2D谱带的去卷积用于准确地确定所得石墨烯层中原子平面的数量并评估其质量。结果表明，我们的技术可以提供块状石墨薄膜，少层石墨烯以及高质量的单层石墨烯在金属上。我们的方法也可用于生产石墨烯-金属热界面材料，用于热管理应用。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Nickel assisted healing of defective graphene
利用紧束缚蒙特卡罗模拟研究了金属衬底上生长的石墨烯的愈合过程。在温度（范围从1000至2500 K）下，孤立的石墨烯片可以退火大量的缺陷，这表明它们的愈合是热激活的。我们表明，在镍衬底的存在下，我们获得了完美的石墨烯层。镍-碳化学键在有缺陷的碳区域周围不断断裂和重组，提供了直接的相互作用，这是愈合所必需的。因此，发现Ni原子的作用在通过退火缺陷重构石墨烯片中起关键作用。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci
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。
2017-07-07 cond-mat.mtrl-sci
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。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Flame Synthesis of Graphene Films in Open Environments
采用一种新型的火焰合成方法在开放气氛下在铜和镍衬底上高速生长了少层石墨烯。转移的膜的透射率和电阻特性与通过其他方法生长的那些类似，但是通过XPS评估的氧浓度实际上小于在近真空条件下CVD生长的石墨烯的氧浓度。所述方法涉及利用多元件反向扩散火焰燃烧器，其中火焰后物质和温度在沉积于衬底上时径向均匀。火焰合成方法的优点是大面积表面覆盖的可扩展性、增加的生长速率、高纯度和产率、连续处理以及由于有效使用燃料作为热源和试剂而降低的成本。此外，通过调整局部生长条件，可以容易地合成其他碳纳米结构（即纳米管）。
2011-11-20 cond-mat.mtrl-sci
A Graphene-Carbon Nanotube Hybrid Material for Photovoltaic Applications
如果通过化学气相沉积生长的大面积石墨烯片的薄层电阻可以显著降低，则它们可以潜在地用作光致发光器件中的透明电极，而不损失任何透明度。在这里，我们报告了石墨烯导电碳纳米管（CCNT）混合材料的制造，其薄层电阻显著低于纯石墨烯，并且透明度有必要的小降低。石墨烯沉积在自组装的CCNT单层的顶部，其在石墨烯表面上产生平行的导电路径。该混合物从而避免了由于石墨烯片中的缺陷引起的电子散射，并且将薄层电阻降低了两倍。电阻可以通过化学掺杂混合物进一步降低。此外，化学掺杂的混合物比独立的化学掺杂的石墨烯片更稳定，因为CCNT网络增强了掺杂剂结合。为了理解结果，我们开发了一个2D电阻网络模型，其中我们将CCNT层耦合到石墨烯片，并证明该模型定量地解释了电阻降低。我们的研究结果表明，石墨烯-CCNT杂化系统具有用作具有高透明度和低薄层电阻的透明电极的高潜力。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Organometallic Complexes of Graphene and Carbon Nanotubes: Introducing New Perspectives in Atomtronics, Spintronics, High Mobility Graphene Electronics and Energy Conversion Catalysis
在这里，我们提出了一个概述最近的基础研究的性质之间的相互作用的单个金属原子和金属簇和共轭表面的石墨烯和碳纳米管，特别关注的电子结构和化学键在金属-石墨烯界面。我们讨论了石墨材料的有机金属配合物的相关性，这些相互作用和它们在原子电子学中的应用，如原子互连，高迁移率的有机金属晶体管器件，高频电子器件，有机金属催化（氢燃料产生的光催化水分解，燃料电池，氢化），自旋电子学，存储器设备和下一代能源设备的基本理解的发展。我们触及在金属上生长的CVD石墨烯，其表面的反应性，以及其作为不对称石墨烯功能化化学（双Janus圆盘）的模板的用途。我们强调了一些最新的进展，在理解金属和石墨烯表面之间的相互作用的性质，从金属覆盖层沉积在石墨烯和单壁碳纳米管薄膜的角度来看。最后，我们评论了该领域面临的主要挑战和技术应用的机遇。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Growth of large-area single- and bi-layer graphene by controlled carbon precipitation on polycrystalline Ni surfaces
我们报道了在大气化学气相沉积（CVD）过程中通过在多晶Ni薄膜表面上控制碳沉淀来生长主要由一层或两层石墨烯组成的石墨烯膜。控制CVD过程中的甲烷浓度和石墨烯生长过程中的衬底冷却速率可以显著提高厚度均匀性。结果，单层或双层石墨烯区域占据高达87%的膜面积。单层覆盖率占整个膜的5-11%。这些区域扩展穿过下面的多晶Ni膜的多个晶界。具有多层石墨烯/石墨（>2层）的位点的数密度随着冷却速率降低而降低。这些膜也可以转移到其他衬底上，并且它们的尺寸仅受Ni膜和CVD室的尺寸限制。在这里，我们展示了形成的膜大至1英寸2。这些发现代表了制造大规模高质量石墨烯样品的重要一步。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene growth on h-BN by Molecular Beam Epitaxy
采用固体碳源分子束外延技术在六方氮化硼（h-BN）片上生长单层石墨烯纳米结构。单层石墨烯的形成在拉曼光谱中是清楚明显的，其显示尖锐的光学声子带。原子力显微镜图像和拉曼图谱显示，石墨烯的生长取决于h-BN衬底的表面形貌。生长是由h-BN表面上的碳原子的高迁移率，在一种方式，这是一致的范德华外延。石墨烯层的成功生长取决于衬底温度，但与碳原子的入射通量无关。
2012-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New Synthesis Method for the Growth of Epitaxial Graphene
作为全碳后CMOS电子革命的可行候选者，外延石墨烯引起了极大的关注。为了实现其应用潜力，需要用于制造大面积单晶石墨烯畴的可靠方法。本文报道了一种制备高质量外延石墨烯的新方法--“面对面”法。利用低能电子衍射、原子力显微镜、角分辨光电子能谱和拉曼光谱对样品的结构和形貌进行了表征。生长的样品显示出更好的质量和更大的长度尺度比通过传统的热脱附生长的样品。此外，石墨烯的厚度可以通过改变退火温度来容易地控制。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
