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。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Movement Induced in Nano-Ridges by Scanning Tunneling Microscopy on Epitaxial Graphene Grown on 4H-SiC(0001)
利用扫描隧道显微镜（STM）在4度切角4 H-SiC（0001）的硅表面上外延生长的多层石墨烯中发现了纳米尺度的脊。这些纳米脊只有0.1 nm高，25-50 nm宽，使它们比以前报道的脊小得多。在纳米脊附近和顶部使用双扫描技术进行原子分辨率STM，其中同时记录正向和反向图像。沿图像的前缘在两个方向上观察到明显100%放大的石墨烯晶格常数。石墨烯的水平运动，由于静电吸引STM尖端和弱键合到衬底，被认为有助于结果。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Epitaxial graphene on SiC: 2D sheets, selective growth and nanoribbons
综述了利用限制控制升华法在SiC上外延生长石墨烯的研究进展，重点介绍了在4 H-SiC碳表面上的多层和单层外延石墨烯以及在生长抑制或生长增强掩模下的定向和选择性生长结构。还介绍了模板化石墨烯纳米结构生长的最新进展，例如数十微米长的非常良好限制和隔离的20- 40 nm宽的石墨烯带。最后给出了带阵列与硅片大规模集成的方案。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
A Table-Top Formation of Bilayer Quasi-Free-Standing Epitaxial-Graphene on SiC(0001) by Microwave Annealing in Air
我们提出了一种在SiC（0001）上制备双层准自支撑外延石墨烯（QFSEG）的方法。通过在空气中对在SiC（0001）上生长的单层外延石墨烯（EG）施加微波退火，缓冲层从SiC衬底解耦并且变成第二EG层，如通过低能电子衍射、高分辨率透射电子显微镜、拉曼散射光谱、X射线光电子能谱学和角度分辨光电子能谱学所确认的。去耦的最可能的机制是由SiC表面的氧化给出的，这与在空气中的常规退火方法中发生的情况非常相似，但是处理时间少一个数量级以上。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Hall plateau-plateau transition in top-gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
研究了在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上通过高温升华法制备的单层外延石墨烯薄膜的低温磁输运性质。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为种子层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k顶栅。在低温下，器件表现出强场效应的顶栅与开/关比约为7和电子迁移率高达~3250 cm ^2/Vs的半整数量子霍尔效应的单层外延石墨烯薄膜的观察后，详细的磁输运测量已进行，包括不同的密度，温度，磁场和电流。我们研究了当温度和电流变化时，可分辨的量子霍尔平台到平台跃迁（朗道能级指数n=0到n=1）的宽度。对于栅极电压和磁场扫描以及T>10 K，转变宽度为T^{-κ}，指数κ~0.42。这种普遍的标度指数与在具有短程合金无序的III-V异质结和剥离的石墨烯中发现的标度指数一致。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Growth of monolayer graphene on 8deg off-axis 4H-SiC (000-1) substrates with application to quantum transport devices
使用高温退火条件，其中石墨帽覆盖8度离轴4 H-SiC样品的C面，已经生长了大且均匀的单个外延石墨烯层。拉曼光谱显示这些单层石墨烯片的几乎独立的特征的证据，这是由磁输运测量证实。我们发现一个温和的p型掺杂，高载流子迁移率和半整数量子霍尔效应典型的高品质石墨烯样品。这为石墨烯与构成当今SiC行业标准的晶圆上的SiC器件的完全兼容集成开辟了道路。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Graphene Formation on C-face and Si-face SiC {0001} Surfaces
通过原子力显微镜和低能电子显微镜研究了在超高真空或氩气环境中退火在SiC的（000-1）表面（C面）和（0001）表面（Si面）上形成的石墨烯的形貌。石墨烯的形成是由于Si从表面的优先升华。在真空中，这种升华对于C面比Si面发生得快得多，使得对于C面需要150 ℃的较低退火温度以获得相当厚度的膜。作为石墨烯厚度的函数的形态的演变进行检查，揭示C面和Si面之间的显着差异。对于接近1320 C的退火，在Si面上形成约2个单层（ML）厚度的石墨烯膜，但是对于C面发现16个ML。在这两种情况下，在表面上形成台阶束。对于Si面，在台阶束之间的区域中观察到石墨烯的逐层生长。在1170 ℃时，C面的生长更具有三维性，平均厚度约为4 ML，但表面局部厚度变化很大（2 - 7 ML）。发现等厚度畴的空间排列与表面上的台阶聚束相关，台阶聚束以比1320 ℃更受限制的方式形成。有人认为，这些域是有点断开，因此，没有强大的驱动力的膜的平面化存在。在一个1大气压的氩气环境中，允许更高的生长温度，石墨烯形态的Si面被发现变得更加逐层的，即使对于石墨烯厚度低至1 ML。然而，对于C面，形态变得更差，表面显示出石墨烯的显著不均匀成核。它表明，这些表面是无意中氧化，这占不均匀的生长。
2010-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of covalent and metallic intercalation on the electronic properties of epitaxial graphene on SiC(0001)
采用轨道分辨密度泛函理论研究了SiC表面氢和锂嵌入石墨烯的电子性质。从石墨烯/SiC异质结系统的$(6\sqrt3\times6\sqrt3)R30^{\circ}$表面重构出发，我们发现H和Li都可以在界面处插入时恢复两个非等效结部分（即石墨烯和SiC衬底）的理想结构特征。然而，对于这两种情况，化学/静电相互作用仍然不同。因此，H-插层外延石墨烯受到扰动狄拉克点的亚晶格破坏电子干扰，而Li插层由于Li电荷的不均匀离域而产生高度$n$掺杂的系统。结果带来的作用，衬底工程在SiC上外延石墨烯的讨论。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morphology of Graphene on SiC(000-1) Surfaces
石墨烯通过真空退火在SiC（000-1）表面（所谓的晶体的C面）上形成，所得膜通过原子力显微镜、俄歇电子能谱、扫描俄歇显微镜和拉曼光谱表征。这些膜的形态与在SiC（0001）表面（Si面）上生长的石墨烯膜进行比较。石墨烯在C面上形成阶梯状形态，而其在Si面上形成较平坦的形态。有人认为，这种差异发生，因为在两种情况下不同的接口结构。对于某些SiC晶片，发现纳米晶石墨形成在石墨烯的顶部上。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of graphene-substrate interactions on configurations of organic molecules on graphene: pentacene/epitaxial graphene/SiC
并五苯已广泛用于有机器件中，并且已知并五苯与衬底之间的界面结构显著影响器件性能。在这里，我们证明了石墨烯上并五苯的分子有序性取决于石墨烯与其底层SiC衬底之间的相互作用。利用扫描隧道显微镜（STM）研究了并五苯分子在Sifaced 6 H-SiC（0001）晶片上生长的零层和单层石墨烯上的吸附。并五苯分子在零层石墨烯上形成准无定形层，其与下面的SiC衬底强烈相互作用。相反，它们在具有弱石墨烯-SiC相互作用的单层石墨烯上形成均匀有序的层。此外，我们可以改变并五苯分子在单层石墨烯上的构型。结果表明，并五苯在石墨烯上的分子有序性以及并五苯/石墨烯界面结构可以通过石墨烯-基底相互作用来控制。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-quality hexagonal boron nitride selectively grown on patterned epigraphene by MOVPE
本研究利用 h-BN 优先从石墨烯台阶成核的特性，通过预先图案化外延石墨烯并采用 MOVPE，实现高质量平坦 h-BN 的选择性生长与微/纳米异质结构制备。
2024-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectra of epitaxial graphene on SiC and of epitaxial graphene transferred to SiO2
拉曼光谱测量的单，双和三层石墨烯生长在SiC上的固态石墨化，其中的层数是预先指定的角度分辨紫外光电子能谱。发现拉曼光谱中识别SiC（0001）上石墨烯的层数的唯一明确指纹是2D（或D*）峰的线宽。外延石墨烯的拉曼光谱显示出显着的差异相比，从高度取向的热解石墨晶体获得的微机械裂解的石墨烯。G峰发生蓝移。2D峰没有表现出任何明显的肩部结构，但它要宽得多，甚至对于多层膜也几乎类似于单峰。将外延石墨烯薄片从SiC转移到SiO2上用于进一步的拉曼研究。将SiC上的石墨烯获得的拉曼数据与转移到SiO2上的外延石墨烯的数据进行比较，揭示了G峰蓝移显然是由于SiC衬底。然而，加宽的2D峰源于石墨烯结构本身而不是衬底。
2008-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-damping sub-10-nm thin films of lutetium iron garnet grown by molecular-beam epitaxy
我们分析了分子束外延生长的（111）取向的镥铁石榴石（Lu $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$）薄膜的结构和磁性，薄膜厚度为2.8 nm。厚度相关的测量的面内和面外的铁磁共振使我们能够量化的两个磁振子散射的影响，以及表面各向异性和饱和磁化强度。我们实现了有效的阻尼系数的$11.1(9) \times 10^{-4}$为5.3 nm的薄膜和$32(3) \times 10^{-4}$为2.8 nm的薄膜，其中的最低值报告的任何绝缘亚铁磁性样品的可比厚度。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Graphene Growth on SiC Wafers
利用化学气相沉积反应器在4 H-SiC和6 H-SiC衬底上制备了外延石墨烯（EG）。描述了生长条件与EG的形貌和电性能的相关性。EG在Si面样品上的拉曼光谱主要受单层厚度的影响。该方法用于在50 mm SiC晶片上生长EG，该晶片随后被制造成具有14 GHz的fmax的场效应晶体管。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Oxygen Adsorption on the Local Properties of Epitaxial Graphene on SiC (0001)
利用低能电子显微镜（LEEM）、微探针低能电子衍射（\muLEED）和微探针角分辨光电子能谱（\muARPES）研究了氧吸附对SiC（0001）表面单层石墨烯局域结构和电子性质的影响。我们发现，SiC（0001）上的外延石墨烯缓冲层在氧化后部分去耦。氧化过程的监测表明，氧饱和的Si悬挂键，打破一些Si-C键在界面处，并插入石墨烯层。精确控制氧化参数使我们能够调整层中的电荷密度调制。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Silicon intercalation into the graphene-SiC interface
在这项工作中，我们使用LEEM，XPEEM和XPS来研究在石墨烯-真空界面处的过量Si如何在高温下重新排序。我们表明，在室温下沉积在SiC（000['1]）上生长的多层石墨烯薄膜上的硅在加热至1020以上的温度时迅速扩散到石墨烯-SiC界面。在一系列沉积中，我们已经能够将~ 6 ML的Si插入石墨烯-SiC界面中。
2011-11-12 cond-mat.mes-hall
Origin of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Yttrium Iron Garnet Thin Films Grown on Si (100)
报道了用脉冲激光沉积技术制备的钇铁石榴石（YIG）薄膜的磁性。在Si（100）衬底上沉积厚度为15 - 50 nm的薄膜。通过铁磁共振谱研究了磁性表征。垂直磁易轴达到50 nm的厚度。我们观察到，垂直各向异性值减少，增加膜厚度。垂直磁各向异性（PMA）的起源归因于YIG薄膜中的织构和晶格畸变。我们期望在硅衬底上垂直磁化的钇铁石榴石薄膜为更便宜和兼容的制造工艺铺平了道路。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Layer thickness and substrate effects on superconductivity in epitaxial FeSe films on BLG/SiC(0001)
利用STM/STS和XPS研究SiC(0001)上双层石墨烯外延FeSe薄膜，发现少层薄膜无超导性，而较厚薄膜在6 K出现超导，表明衬底是抑制二维极限下FeSe超导性的关键因素。
2024-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Rapid low-temperature synthesis of graphene-coated SiC substrates for remote and van der Waals epitaxy
本研究针对传统SiC高温石墨化制备石墨烯存在的表面台阶聚束问题，开发金属辅助石墨化技术，低温快速合成均匀单晶石墨烯，成功制备自支撑III-N薄膜，为超宽禁带晶体薄膜规模化制备提供新路径。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of a Single-Crystal Hybridized Boron Nitride and Graphene layer on a Wide-Band Gap Semiconductor
二维（2D）材料的垂直和横向异质结构为2D材料的物理和应用的开创性研究铺平了道路。通过化学气相沉积（CVD）在单晶金属或金属箔上制备了混杂的六方氮化硼（h-BN）和石墨烯横向结构（异质2D结构）。然而，一旦在金属上制造，h-BN/石墨烯横向结构就需要用于器件应用的附加转移过程，如对于在金属箔上生长的CVD石墨烯所报道的。在这里，我们证明了单晶h-BN/石墨烯横向结构可以在宽禁带半导体SiC（0001）上外延生长。首先，在850 oC下，使用环硼氮烷分子在Si封端的SiC衬底上生长了具有与块状SiC相同取向的单晶h-BN层。其次，当在真空中加热到1150 ℃以上时，h-BN层被部分去除，随后被石墨烯域取代。有趣的是，这些石墨烯域具有与h-BN层相同的取向，从而在整个样品区域上产生单晶h-BN/石墨烯横向结构。对于高于1600 ℃的温度，单晶h-BN层完全被单晶石墨烯层取代。利用低能电子衍射、角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜分别研究了h-BN/石墨烯横向结构的晶体结构、电子能带结构和原子结构。在宽禁带半导体衬底上制造的h-BN/石墨烯横向结构可以直接应用于器件，而无需进一步的转移过程，如对于SiC衬底上的外延石墨烯所报道的。
2015-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of electromagnetic enhancement for surface enhanced Raman spectroscopy of SiC graphene
通过在石墨烯和金纳米颗粒之间插入一层Al2O3，研究了石墨烯表面增强拉曼光谱（SERS）的电磁增强效应。采用不同的激发激光，研究了激光波长与SERS的关系。理论计算表明，石墨烯的存在对金纳米粒子的消光光谱有调制作用。激发激光波长与增强因子关系的实验结果与计算结果吻合较好。增强因子与间隔层厚度之间呈指数关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and optical properties of in situ Eu-doped ZnCdO/ZnMgO superlattices grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy
该研究采用等离子体辅助分子束外延技术，制备了具有不同子层厚度的原位Eu掺杂ZnCdO-ZnMgO超晶格，为探究其结构和光学性质提供了基础。
2025-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-carrier Transport in Epitaxial Multi-layer Graphene
对生长在Si面和C面SiC上的外延石墨烯进行了变场霍尔测量。载流子输运基本上涉及少层石墨烯中的单一类型的载流子，而与SiC面无关。然而，在C面SiC上生长的多层石墨烯（MLG）中，霍尔测量表明存在几组具有不同迁移率的载流子。MLG中的电输运可以通过调用三个平行的独立传导通道来适当地描述。其中两种是n型和p型，而第三种涉及几乎本征的石墨烯。轻掺杂沟道中的载流子具有比其他两个高得多的迁移率。
2010-09-01 cond-mat.mes-hall
Highly efficient spin transport in epitaxial graphene on SiC
自旋信息处理是后CMOS（互补金属氧化物半导体）电子学的一个可能的新范例，长距离有效的自旋传播是这一愿景的基础。然而，尽管经过几十年的深入研究，仍然需要一个合适的平台。我们在这里报告高效的自旋输运在两端偏振器/分析器设备的基础上高迁移率外延生长在碳化硅石墨烯。利用高阻抗注入/探测隧道结的优势，我们得到了自旋输运效率高达75%，自旋信号在兆欧姆范围内，自旋扩散长度超过100 μm。这使得自旋电子学在复杂的结构：设备和网络架构依赖于自旋信息处理，远远超出目前的自旋电子学应用，现在可以预见。
2013-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall resistance standards from graphene grown by chemical vapor deposition on silicon carbide
用石墨烯取代GaAs以实现更实用的量子霍尔电阻标准（QHRS），其相对值精确到$10^{-9}$内，但在低于10 T的磁场下操作，是计量学中的持续目标。迄今为止，在较高磁场下，通过Si的升华在SiC上生长的石墨烯中仅报道了几次所需的精度。在这里，我们报告了一个由SiC上化学气相沉积生长的石墨烯制成的器件，该器件在1.4 K下的霍尔电阻从10 T到19 T都具有这样的精度。这是解释了一个量子霍尔效应与低耗散，导致强烈的本地化体状态在磁长度尺度，在一个广泛的磁场范围。我们的研究结果表明，石墨烯基QHRS可以取代其GaAs同行的操作在方便的冷磁条件下，但在一个扩展的磁场范围。它们依赖于一种有前途的混合和可扩展的生长方法和实现低电子密度器件的制造工艺。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall
Long spin relaxation times in wafer scale epitaxial graphene on SiC(0001)
我们开发了一种简单的，可升级的过程，在SiC（0001）上外延生长的单层石墨烯上制备横向自旋阀器件，并进行非局域自旋输运测量。我们在单层石墨烯中观察到最长的自旋弛豫时间τ_S，而自旋扩散系数D_S与剥离石墨烯的典型结果相比大大降低。τ_S值的增加可能与底物的改变有关，而D_S值较小的原因尚不清楚。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
One-Step Epitaxial Access to Rhombohedral Graphene Flat-Band States on Step-Bunched SiC
Institute for Advanced Studies, Wuhan University（武汉大学高等研究院）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
研究解决菱面体石墨烯多层膜外延制备受限问题，通过4°偏轴4H-SiC的一步石墨化路线，实现厚度可调的菱面体石墨烯平带态制备，确立了相关外延平台。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial Graphene Nanoribbons on Bunched Steps of a 6H-SiC(0001) Substrate: Aromatic Ring Pattern and Van Hove Singularities
我们报告了在6 H-SiC（0001）衬底的成束台阶阵列上生长的石墨烯纳米带的扫描隧道显微镜和光谱研究。我们的石墨烯纳米带在台阶上的扫描隧道显微镜图像具有（sqrt（3）x sqrt（3））R30°芳香环图案，其定义了我们的扶手椅纳米带。这与基于密度泛函理论的模拟是一致的。作为一维电子结构的另一个特征，在相应的扫描隧道光谱中，我们发现了发达的，尖锐的范霍夫奇点。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall
Morphology Characterization of Argon-Mediated Epitaxial Graphene on C-face SiC
使用氩气介导的生长工艺在4 H-和6 H-SiC的C面上生长外延石墨烯层。生长温度和压力的变化被发现显着影响的层的形态特性。在生长过程中氩气的存在减缓了C面上石墨烯形成的速率，并导致观察到孤岛。岛和连续膜的形貌的相似性表明，岛形核和聚结是C面石墨烯的生长机制。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Model of tunneling transistors based on graphene on SiC
最近的实验表明，在碳化硅（SiC）上外延生长的石墨烯可以表现出0.26 eV的能隙，使其成为一种有前途的电子材料。通过精确的模型，我们探索了全弹道SiC上石墨烯隧道场效应晶体管（TFFETs）的设计参数空间，并评估了DC和高频品质因数。对于栅极长度低至30 nm的器件，即使在0.15 V的低电源电压下，陡峭的亚阈值行为也可以使I_{ON} / I_{OFF}比超过10^4。本征晶体管延迟小于1 ps。这些因素使该器件成为CMOS之外的低功耗纳米电子学的有趣候选者。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
STM/S Observations of Graphene on SiC(0001) Etched by H-plasma
采用氢等离子体刻蚀法在SiC（0001）衬底上外延生长了单层石墨烯，并利用扫描隧道显微镜和光谱仪对石墨烯进行了研究。蚀刻产生单原子深度的部分六边形纳米孔以及高度约为0.12 nm的升高区域，其在$T$ = 78 K下稳定。关于Femi能量的对称隧道谱和在升高区域上不存在$6\times6$的情况表明，在这些区域中，碳缓冲层与SiC衬底解耦，并且准自立式双层石墨烯出现在缓冲层上的原始单层石墨烯处。这是由于SiC衬底被嵌入的氢钝化的结果，如先前关于在原子氢中热处理的SiC（0001）上的石墨烯的报道。
2018-12-16 cond-mat.mes-hall
The structural properties of the multi-layer graphene/4H-SiC(000-1) system as determined by Surface X-ray Diffraction
我们提出了一种使用表面X射线反射率的多层石墨烯-4 HSiC（000-1}）系统的结构分析。我们第一次证明了在C-终止的（000-1}）表面上生长的石墨烯膜具有非常短的石墨烯-基底键长（0.162nm）。所测量的距离排除了与衬底的弱范德华相互作用，而是指示第一石墨烯层与块体之间的强键，如从头计算所预测的。测量还表明，多层石墨烯在该表面上以近乱层模式生长。这一结果可以解释从该系统上的传导测量推断的石墨烯对称性断裂的缺乏[C。Berger等人，Science 312，1191（2006）]。
2007-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hall Effect Mobility of Epitaxial Graphene Grown on Silicon Carbide
在真空中通过硅升华从4 H-SiC和6 H-SiC的（000 - 1）和（000-1）面生长外延石墨烯膜。在300 K和77 K下测量了薄膜的霍尔效应迁移率和面载流子密度，数据依赖于生长面。约40%的样品表现出孔作为主要载体，独立的面。一般来说，迁移率随着载流子密度的降低而增加，与载流子类型和衬底多型体无关。讨论了散射机制对薄膜电导率的影响。结果表明，对于在300 K下的近本征载流子密度，外延石墨烯迁移率在（000-1）面上为约150，000 cm 2 V-1 s-1，在（0001）面上为约5，800 cm 2 V-1 s-1。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intercalated europium metal in epitaxial graphene on SiC
X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了铕金属在SiC（0001）上石墨烯层间的磁性。通过在外延生长的石墨烯上沉积Eu来形成石墨烯和SiC衬底之间的Eu纳米簇（平均尺寸2.5 nm）的嵌入，随后在各种温度下退火，同时保持石墨烯层的完整性。通过对Eu M $_{4,5}$边在$T = 15$ K处的XMCD进行求和规则分析，发现样品在T $\approx$ 90 K处表现出明显的类顺磁性异常，这可能与体金属Eu的N{è}el跃迁（T $_N$ = 91 K）有关.我们没有发现由于EuO引起的铁磁性或由于Eu $_2$ O $_3$引起的反铁磁性的证据，这表明石墨烯层在暴露于大气环境的数月内保护插层金属Eu免受氧化。
2017-10-20 cond-mat.mes-hall
Nano-Objects Developing at Graphene/Silicon Carbide Interface
我们使用扫描隧道显微镜和光谱学来研究在C面4 H-SiC（000-1）衬底上生长的外延石墨烯。结果揭示了石墨烯/SiC界面处的惊人纳米物体，导致电子界面态。它们的高度分布表明，这些物体是由垂直限制并在SiC表面形成台面的填充碳纳米管制成的。我们还发现了石墨烯层覆盖的纳米裂纹，令人惊讶的是，它没有破裂，没有电子界面状态。因此，与上述纳米物体不同，这些裂纹不应影响载流子迁移率。
2009-11-11 cond-mat.mes-hall
Graphene Manipulation on 4H-SiC(0001) Using Scanning Tunneling Microscopy
利用扫描隧道显微镜（STM）研究了4 H-SiC（0001）衬底上外延生长的多层石墨烯的原子尺度形貌。在整个表面观察到比以前记录的小十倍的成束纳米脊，其形态使用一种相对较新的称为静电操纵扫描隧道显微镜的技术进行了系统的改变。转化的石墨烯形成有时会自发地恢复到其原始形态，而另一些则永久地改变。利用静电模型，我们计算出STM针尖施加的力高达约5 nN，改变约100 × 200 nm^2区域的几何形状需要约10 eV的能量。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall
Tuning of quantum interference in top-gated graphene on SiC
我们报告的量子干涉测量在顶部栅霍尔条的单层石墨烯外延生长在Si面的SiC，其中实现了从负到正的磁阻的转变，不同的温度和电荷密度。系统地研究了准粒子量子干涉和电子-电子相互作用对磁电阻效应的量子修正。我们分析了影响磁输运的不同散射机制在$-2.0 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$到$3.75 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$密度区域的贡献，并发现电荷密度对谷内散射时间的显著影响。此外，我们观察到调制的电子-电子相互作用的电荷密度不占目前的理论。我们的研究结果阐明了量子输运在基于SiC的器件中的作用，这将与基于石墨烯的相干电子技术的发展相关。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Controlled epitaxial graphene growth within amorphous carbon corrals
高质量石墨烯的结构化生长对于碳基电子技术的发展是必要的。具体地，控制SiC上外延石墨烯下的表面台阶的聚束和放置是石墨烯器件生产的重要考虑因素。我们展示了光刻图案化的蒸发无定形碳陶瓷作为钉扎SiC表面台阶的方法。蒸发的无定形碳是SiC上理想的阶跃流动屏障，这是由于其与石墨烯生长的化学相容性和其在高温下的结构稳定性以及其可图案化性。在石墨烯生长之前，将无定形碳在真空中沉积在SiC上。在温度高于1200 $^\circ$ C的石墨烯炉中，可移动的SiC台阶在这些无定形碳阻挡层处积累，从而在高于1330 $^\circ$ C的温度下形成用于石墨烯生长的对齐的无台阶区域。原子力显微镜成像和拉曼光谱支持形成质量的无台阶的石墨烯片生长在SiC上的步骤形态对齐的碳网格。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in graphene on silicon side of SiC
我们研究了生长在SiC的硅侧的石墨烯的输运性质。在两个不同的实验室中，通过两种不同的生长方法制备了所研究的样品。在4 ~ 100 K温度范围内测量了电阻性磁体在高达22 T的磁场中的磁阻和霍尔电阻。尽管样品制备存在差异，但在两组样品上测量的电阻的场依赖性表现出两个周期的磁振荡，表明具有不同载流子浓度的两个不同平行导电通道。与模型计算的半定量协议允许的结论，通道形成的高密度和低密度狄拉克载流子。两种不同类型的载流子在SiC的硅侧共存的现象以前没有报道。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene, Moiré patterns, grain boundaries and defects identified by scanning tunneling microscopy on the m-plane, non-polar surface of SiC
在非极性的n+6 H-SiC m-平面衬底上生长外延石墨烯，并使用原子尺度扫描隧道显微镜进行研究。多层石墨烯被发现在整个表面，并表现出旋转无序。发现了不同空间周期的莫尔条纹，并且我们发现，随着波长的增加，调制的幅度也增加。这种关系揭示了关于弯曲石墨烯所需的能量与与下面的石墨烯层的相互作用能（即范德华能）之间的相互作用的信息。我们的实验得到了理论计算的支持，理论计算预测膜的形貌振幅与莫尔条纹波长L成比例，L = L^-1 + αL^-2。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall
Topological insulator Bi2Se3 thin films grown on double-layer graphene by molecular beam epitaxy
采用分子束外延技术在6 H-SiC（0001）衬底上制备了双层石墨烯，在石墨烯上生长了原子级平坦的拓扑绝缘体Bi 2Se 3薄膜。通过反射式高能电子衍射和扫描隧道显微镜的结合研究，确定了Bi_2Se_3外延薄膜逐层生长的富Se条件和温度判据。原位角分辨光电子能谱测量表明，未掺杂的薄膜具有1.0 \pm 0.2 × 10 ~（11）/cm ~ 2的低缺陷密度，在10个五层厚的薄膜中形成块状绝缘体.
2010-07-06 cond-mat.mes-hall
Origin of the metallic to insulating transition of an epitaxial Bi(111) film grown on Si(111)
发现Si（111）-7 \times 7上单晶铋膜在TC以下和TC以上的输运特性分别为金属性和绝缘性。转变温度TC随膜厚的增加而降低。结合薄膜电阻率的厚度依赖性，我们发现绝缘行为源于膜内态，而金属行为源于界面态。我们表明，量子尺寸效应在Bi膜，如半金属到半导体的转变，是唯一可观察到的温度高于TC。此外，金属界面态被证明是由于大的SO-分裂在界面处。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Observation of Coulomb blockade in nanostructured epitaxial bilayer graphene on SiC
我们研究了纳米结构中的电子输运，该纳米结构在SiC上外延生长的双层石墨烯片中作为掺杂、磁场和温度的函数。远离电荷中性的传输仅由局部侧栅引起的载流子浓度变化进行微弱调制。在接近电荷中性的低n型掺杂下，电子输运类似于剥离的石墨烯纳米带中的电子输运，并且通过单个电子穿过库仑阻塞的岛的网络的隧穿来很好地描述。在外部磁场的影响下，库仑阻塞共振围绕平均能量波动，并且间隙作为磁场的函数而收缩。然而，在电荷中性时，传导对外部磁场不太敏感。在这个制度中，我们还观察到一个更强的抑制电导低于$T^*$，我们解释为一个迹象，打破层间对称性或强波动的边缘/潜在的障碍。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall
Metamorphic InAs/InGaAs QWs with electron mobilities exceeding $7\times10^5cm^2/Vs$
本文研究了应变缓减InAlAs缓冲层对用分子束外延方法在GaAs上生长的变质InAs/InGaAs量子阱的影响。通过X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜对缓冲层、InGaAs势垒和InAs阱中的残余应变进行了评估。通过仔细选择缓冲层的成分分布和厚度，可以生长厚度高达7 nm的嵌入InAs量子阱的几乎无应变的InGaAs势垒。这允许达到低温电子迁移率远高于以前报道的GaAs上通过变质生长获得的样品，并与InP衬底上生长的样品所实现的值相当。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Intercalated Rare-Earth Metals under Graphene on SiC
稀土金属（$RE$ = Eu、Dy和Gd）的嵌入通过在碳化硅（SiC）上生长的石墨烯上沉积$RE$金属并通过随后在高温下退火以促进嵌入来实现。薄膜的STM图像显示，石墨烯层是无缺陷的，并且每个插层金属具有不同的成核模式。嵌入的Eu形成位于莫尔图案的顶点上的纳米团簇，而Dy和Gd形成随机分布的纳米团簇。插层膜的X射线磁性圆二色性（XMCD）测量揭示了这些$RE$的纳米团簇的磁性。此外，从XMCD中提取的磁矩的场依赖性和温度依赖性表现出顺磁性行为，其磁矩通常小于由布里渊函数预测的那些。在暴露于空气数月后，将$RE$ -氧化物的XMCD测量与石墨烯下的插层$RE$的那些进行比较，表明石墨烯膜保护这些插层剂免受氧化。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Multistable rippling of graphene on SiC: A Density Functional Theory study
通过Si蒸发从SiC的0001表面生长的石墨烯单层显示出其结构模糊的波纹图案：不同的测量和理论研究显示出被谷包围的突出凸起，或者，波纹，被峰包围的井。在这里，我们通过密度泛函理论来解决SiC上单层石墨烯的精细结构，使用包括系统和衬底（1648个原子）完全对称性的模型，从而真实地再现了实验样本。我们发现，单层和底层的衬底结合的缓冲层之间的VDW相互作用的准确治疗是至关重要的稳定一个或相反的双折射模式，这解释了不同的结果和测量文献中。我们的研究表明，在低温下，更紧密地遵循下面的缓冲层的拓扑结构的状态是稳定的，而其他的是亚稳态的。由于环境条件（例如温度或掺杂）可以影响vdW力并减小能量差，因此该系统易于在不同（相反）的PMOS状态之间进行外部驱动的切换。反过来，氧化还原与石墨烯的局部反应性和电子性质有关。这在纳米电子学或定制的石墨烯化学功能化中打开了潜在的有趣应用。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall
Low Carrier Density Epitaxial Graphene Devices On SiC
在六方Si端SiC衬底上生长的单层外延石墨烯（EG）本质上是电子掺杂的（载流子密度约为10^13 cm^（-2））。我们展示了一个干净的设备制造过程中使用的贵金属保护层，并表明，与王水蚀刻的结果在p型（空穴）分子掺杂我们的非门控，无污染的EG。通过这种简单的工艺制造的器件可以达到10^10 cm^（-2）到10^11 cm^（-2）的载流子密度，迁移率约为8000 cm ^2/V/s或更高。在载流子密度n = 2.4 x 10^11 cm^（-2）、迁移率= 5200 cm ^2/V/s的中度掺杂器件中，我们观察到高度发达的量子化霍尔电阻平台，在磁场强度小于4 T时填充因子为2。掺杂浓度可以通过在Ar中的热处理恢复到更高的水平，而具有p型和n型多数载流子的器件在环境空气中倾向于向较低的载流子浓度漂移。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall
Controlling doping in graphene through a SiC substrate: A first-principles study
通过掺杂控制载流子的类型和密度是发展石墨烯电子学的关键步骤。然而，石墨烯的直接掺杂是相当大的挑战。基于第一性原理计算，提出了一种通过衬底来克服石墨烯掺杂困难的概念，发现在碳化硅衬底上外延生长的石墨烯中，掺杂可以得到强烈的增强。与自支撑石墨烯相比，掺杂剂的形成能可以降低多达8eV。外延石墨烯层的载流子的类型和密度可以通过合适的掺杂剂和表面钝化来有效地控制。更重要的是，与石墨烯的直接掺杂相比，由于掺杂剂与导电沟道之间的空间分离，外延石墨烯层中的载流子被掺杂剂弱散射。最后，我们表明，类似的想法也可以用来控制磁性，例如，诱导半金属状态的外延石墨烯没有磁性杂质掺杂。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
High Electron Mobility in Epitaxial Graphene on 4H-SiC(0001) via post-growth annealing under hydrogen
我们研究了在4 H-SiC（0001）上外延单层石墨烯的磁输运性质，该石墨烯是通过在Ar中常压石墨化，然后进行H2插层而生长的。我们直接证明了在石墨烯/SiC（0001）界面处饱和Si悬挂键以实现高载流子迁移率的重要性。成功消除Si悬空键后，载流子迁移率在0.3 K时从3 000 cm^2/Vs增加到> 11 000 cm^2/Vs。此外，石墨烯的电子浓度往往会从几个10^12 cm^-2下降到小于10^12 cm^-2。对于一个典型的大（30 × 280 μ m^2）霍尔棒，我们报道了在朗道能级填充因子nu = 2，6，10，14时，在0.3 K下观察到的整数量子霍尔态，其横向电阻平台发展良好. 42和Shubnikov de Haas振荡。在这样的器件中，在nu=2、19 T和0.3 K下的霍尔态量子化可以是非常鲁棒的：对于高达250 uA的测量电流，电子传输中的耗散可以保持非常低，纵向电阻率低于5 mOhm。这在计量学应用方面是非常有前途的。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall
Phase-Field Model of Silicon Carbide Growth During Isothermal Condition
本文利用CALPHAD强化的多相场模型研究等温条件下SiC在液态Si与固态C之间的生长演化，结合实验验证动力学参数，并识别液态Si扩散系数为影响SiC层厚和晶粒数量的最关键参数，为陶瓷基复合材料工程化提供依据。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Persistence of superconductivity in niobium ultrathin films grown on R-Plane Sapphire
我们报告了在超高真空中沉积在原子级平坦的R面蓝宝石晶片上的铌纳米薄膜（从2到10 nm）的结构和电子分析。对于最薄的薄膜观察到织构多晶形态，表明在3.3nm的厚度下没有实现异质外延，这几乎与超导态的第一次测量一致。超导临界温度上升发生在一个非常窄的厚度范围内，一个单一的单层（ML）的数量级。最薄的超导样品（3 nm/9 ML）具有高于4.2 K的偏移临界温度，并且可以通过标准纳米纤维技术进行处理，以产生对量子器件有用的空气和时间稳定的超导纳米结构。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
