Observation of quantum-Hall effect in gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
采用高温升华法在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上制备了石墨烯外延薄膜。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为籽晶层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k栅极堆叠。外延石墨烯膜的电性能在栅极叠层形成之后得以维持而没有显著的退化。在低温下，观察到霍尔电阻中的量子霍尔效应以及SiC（0001）上的栅极外延石墨烯的对角磁阻中的显著的Shubnikov-de Hass振荡。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Single-layer metallicity and interface magnetism of epitaxial graphene on SiC(000$\bar{1}$)
利用密度泛函理论计算了4 H-SiC（000 $\bar{1}$）上外延石墨烯的结构和电子性质。使用相称的超级电池，最大限度地减少非物理应力，我们表明，在与Si面外延膜，形成在C面的SiC的第一个石墨烯层是纯金属的$π$带部分保存。典型的自立式特性通过第二石墨烯层完全恢复。此外，我们讨论的界面上的磁性和费米能级钉扎效应的情况下，可以允许一个合理的设备操作从关闭状态开始。
2011-03-04 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
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
Model and Simulations of the Epitaxial Growth of Graphene on Non-Planar 6H-SiC Surfaces
采用一维动力学Monte Carlo模型研究了6 H-SiC上外延石墨烯的阶梯流生长。模型参数是石墨烯在SiC台阶处成核和生长的有效能垒。当该模型被应用到相邻表面上的石墨烯生长时，条带宽度分布被用来表征表面形态。包括额外的动力学过程来研究SiC纳米晶面上的石墨烯生长。我们的主要结果是，在石墨烯生长过程中，原始的纳米晶面断裂成几个纳米晶面。这种现象的特征在于断裂的纳米刻面相对于基面取向的角度。这个角度在整个表面上的分布被发现是相关的带宽度分布的邻位表面。随着阶地扩展势垒的减小，裂缝角分布由双侧高斯分布向单侧幂律分布连续变化。利用这种分布，将有可能从实验中提取能量势垒，并定量地解释生长形态。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Model and performance evaluation of field-effect transistors based on epitaxial graphene on SiC
鉴于在最近的实验中观察到的0.26 eV的可观的半导体间隙，SiC衬底上的外延石墨烯似乎是FET的有前途的沟道材料。事实上，它是二维的-因此不需要禁止光刻-并且表现出比其他替代选择（例如双层石墨烯）更宽的间隙。在这里，我们提出了一个模型，并评估基于SiC上的外延石墨烯的纳米级FET的可实现的性能，进行设计参数空间的探索。我们表明，电流可以调制4个数量级;对于数字应用，Ion /Ioff比为50，亚阈值斜率为145 mV/decade，电源电压为0.25 V。这代表了石墨烯电子器件固态集成的重大进展，但还不足以用于数字应用。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall
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
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
Revealing the atomic structure of the buffer layer between SiC(0001) and epitaxial graphene
在SiC（0001）表面（SiC的硅面）上，通过从衬底升华Si来获得外延石墨烯。石墨烯膜通过富碳界面层（下文称为缓冲层）与本体分离，富碳界面层部分地共价结合到衬底。它的结构和电子性质目前正在讨论中。在目前的工作中，我们报告的扫描隧道显微镜（STM）研究的缓冲层和准独立的单层石墨烯（QFMLG），这是通过脱耦合的缓冲层从SiC（0001）衬底通过插氢。缓冲层的原子分辨率STM图像显示，在该界面层的周期性结构内，原子的排列在拓扑上与石墨烯相同。插氢后，我们表明，所得到的QFMLG是从周期性的缺陷，并提出了没有可检测的缺陷网站。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
High-$T_c$ $d^{0}$ ferromagnetism in a doped Mott insulator: the case of hydrogenated epitaxial graphene on SiC(0001)
通过第一性原理计算，我们发现在某些SiC衬底上的电子掺杂氢化外延石墨烯中可以实现高居里温度的$d^{0}$铁磁性（$T_c$）.原始系统被发现是一个莫特绝缘体独立的SiC多型体（2 $H$，4 $H$或6 $H$），然而，在磁相互作用的调制中发挥了重要作用。载流子掺杂通过双交换机制增强了铁磁耦合，实现了反铁磁性到铁磁性的相变。在2 $H$ -SiC上预测了约400 K的$T_c$。我们采用非简并的哈伯德模型来描述SiC在原子内库仑排斥和原子间跳跃相互作用中对界面磁性的影响。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
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
A model for the epitaxial growth of graphene on 6H-SiC
我们介绍了6 H-SiC上外延石墨烯生长的动力学模型。该模型适用于由半晶胞高度台阶组成的邻近表面，实验表明SiC的台阶流动升华促进了平行于台阶边缘的石墨烯条带的形成和生长。模型参数是石墨烯在台阶边缘成核和随后的传播的有效能垒。使用速率方程和动力学蒙特卡罗模拟，两个不同的生长制度出现从顶层石墨烯带宽度的层覆盖和分布的研究作为总覆盖，邻角，和模型参数的函数。一种状态是由条带的聚结所主导的。另一种机制是由一种新的“爬越”过程，这有利于石墨烯从一个平台到下一个平台的传播。比较我们的研究结果扫描显微镜的研究将提供第一个定量的见解，这种独特的外延系统的生长动力学。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of epitaxial graphene nanoribbons on SiC: effect of substrate
采用非平衡分子动力学方法研究了SiC衬底对外延石墨烯纳米带热导率的影响。结果表明，在热输运过程中，基底与单层GNRs之间存在强相互作用，大大降低了热导率。双层GNR的第二GNR层中，悬浮GNR的热导率特性被很好地保留，其与底层结构具有弱的范德华相互作用。发现面外声子模对由底层结构引起的第二GNR层的热导率变化起关键作用。
2012-02-04 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
Observation of the quantum Hall effect in epitaxial graphene on SiC(0001) with oxygen adsorption
在这封信中，我们报告的SiC（0001）与氧吸附的外延石墨烯的运输测量。在$50\times 50 μ\mathrm{m^2}$大小的霍尔棒中，我们观察到半整数量子霍尔效应，其具有在$ν= 2$周围的填充因子处量化的横向电阻平台，这是单层石墨烯的证据。我们发现低电子浓度的$9\times 10^{11} \textrm{cm}^{-2}$，我们表明，掺杂的$10^{13}\textrm{cm}^{-2}$，这是本征外延石墨烯的特性，可以通过真空退火恢复。氧吸附对载流子密度的影响通过局部角分辨光电子能谱测量得到证实。这些结果对于理解外延石墨烯上的氧吸附及其在需要低载流子浓度的计量学和介观物理学中的应用是重要的。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall
SiC Graphene Suitable For Quantum Hall Resistance Metrology
我们首次在外延石墨烯中观察到了量子霍尔效应。在提交的手稿中描述的结果填补了对这种真正非凡的材料的电子特性的理解的巨大空白，并证明了碳化硅技术用于制造大面积高质量石墨烯的适用性。在单个大面积晶片的远距离部分上生产的几个器件中发现了量子霍尔效应，我们可以确认，在SiC的Si端表面上合成的材料有望为在高温下实现量子电阻计量提供合适的平台，并且从长远来看，为基于石墨烯的可扩展电子器件开辟了光明的前景。
2009-09-07 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
Graphene-capped bismuthene on SiC as a platform for correlated quantum spin Hall edge states
Technische Universität Chemnitz（开姆尼茨工业大学）；Center for Materials, Architectures and Integration of Nanomembranes (MAIN)（纳米膜材料、架构与集成中心）
石墨烯覆盖的铋烯在Sic上作为平台，通过增强电子关联实现关联量子自旋霍尔边缘态的调控
2026-03-02 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
How the SiC substrate impacts graphene atomic and electronic structures
石墨烯是碳的二维形式，具有出色的电子和传输特性。这为纳米电子学应用的发展带来了希望。然而，为了工业目的，石墨烯必须由衬底支撑。我们在这里专注于石墨烯上SiC系统，讨论SiC衬底如何与石墨烯层相互作用，并显示界面对石墨烯原子和电子结构的影响。
2009-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
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
Graphene Nanoribbon Field-Effect Transistors on Wafer-Scale Epitaxial Graphene on SiC substrates
我们报告了在大面积外延石墨烯上实现的~10 nm宽的顶栅石墨烯纳米晶体管场效应晶体管（GNRFFET），其具有~0.14 eV的带隙开口。与先前观察到的GNRs的无序输运和严重的边缘粗糙度效应相反，这里给出的实验结果清楚地表明，在精心制作的GNRFEFET中的输运机制在室温下是常规的带输运，在低温下是带间隧穿。整个空间的温度，尺寸和几何形状依赖的传输特性和静电的GNRFESTs的解释由传统的电子发射和隧穿电流模型。我们结合实验和建模工作证明，精心制作的窄GNRs的行为作为传统的半导体，仍然是电子开关器件的潜在候选人。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall
Josephson coupling in junctions made of monolayer graphene on SiC
碳化硅（SiC）上的石墨烯已被证明是非常成功的霍尔电导量化其均匀性在厘米级。在共面扩散Al/单层石墨烯/Al结中测量了鲁棒的约瑟夫森耦合。SiC衬底上的石墨烯是提供混合约瑟夫森石墨烯/超导体器件的可扩展性的具体候选者，也给出了弹道传播的希望。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Strong plasmon reflection at nanometer-size gaps in monolayer graphene on SiC
我们采用针尖增强红外近场显微镜研究了碳化硅上外延的准独立单层石墨烯的等离子体性质。近场图像揭示了传播的石墨烯等离子体激元，以及在石墨烯层中的间隙处的强等离子体激元反射，其出现在SiC台阶之间的台阶处。当台阶高度约为1.5 nm时，其比等离子体激元波长小两个数量级，反射信号在石墨烯边缘处达到其值的20%，并且对于小至5 nm的台阶高度，其接近50%。这一有趣的观察结果得到了数值模拟的证实，并通过在石墨烯终端积累线电荷来解释。石墨烯终端处的相关电磁场在几纳米内衰减，从而阻止了跨纳米级间隙的有效等离子体传输。我们的工作表明，石墨烯基电路中的等离子体激元传播可以使用非常紧凑的纳米结构（如超窄间隙）进行定制。它还表明，尖端增强近场显微镜是一个强大的非接触式工具来检查石墨烯中的纳米级缺陷。
2013-11-25 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
Annealing-induced magnetic moments detected by spin precession measurements in epitaxial graphene on SiC
我们目前的非本地和三个终端（3T）的自旋进动测量的结果上的SiC上的外延石墨烯制造的自旋注入器件。在真空中在150摄氏度下退火15分钟之前和之后进行测量。退火后得到的自旋弛豫长度L_s和自旋弛豫时间τ_s分别比退火前减小了2倍和4倍。自旋扩散常数D_s和电荷扩散常数D_c之间的明显差异可以通过研究g因子的温度依赖性来解决，这与顺磁磁矩模型是一致的。
2013-02-25 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional superconductivity of the Ca-intercalated graphene on SiC: vital role of the interface between monolayer graphene and the substrate
Ca的插入为SiC上石墨烯的超导电性开辟了一条道路。然而，原子和电子结构对超导性至关重要，仍在讨论中。我们发现单层石墨烯和SiC衬底之间的界面的超导性的重要作用。在Ca-嵌入过程中，在界面处，终止SiC的碳层通过SiC的Ca-终止而变为石墨烯（单层石墨烯变为双层），其中诱导比独立模型更多的载流子。然后，Ca被插入石墨烯层之间，其显示出超导电性，更新的临界温度（$T_{C}$）高达5.7 K。另外，$T_{C}$与正常态电导率的关系是不寻常的，呈“圆顶状”。这些发现超出了简单的C6 CaC 6模型，其中s波BCS超导性的理论预测。本工作提出了一个在SiC上的石墨烯的嵌入诱导的超导电性的一般图片，并阐明了由其他嵌入物诱导的超导电性的潜力。
2021-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Raman spectrum and optical extinction of graphene buffer layers on the Si-face of 6H-SiC
用显微拉曼和显微透射实验相结合的方法对缓冲层进行了分析。调整6 H-SiC衬底的（0001）Si面上的外延石墨烯生长以在石墨化的早期阶段获得混合表面，其中i）裸SiC，ii）缓冲层和iii）在一些局部区域中缓冲层顶部上的小单层薄片。这些独特的样品能够测量缓冲层的拉曼光谱（接近于具有显著百分比的sp3键的碳层的拉曼光谱）及其在514.5 nm处的相应相对消光。在顶部上生长一个单层之后，缓冲层的拉曼光谱保持可见，但是尽管石墨烯的吸收系数相对较低，但拉曼强度强烈降低（通常除以3）。缓冲层背景将根据D/G积分强度比对域大小的通常评估产生偏差。最后，几个拉曼图显示石墨烯单层的优异的厚度均匀性和结晶质量，并且它们经受值包括在-0.60%和-0.42%之间的非均匀压缩应变。
2012-12-05 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
Few layer graphene on SiC, pyrolitic graphite and graphene: a Raman scattering study
在三种不同的"石墨"材料上进行显微拉曼散射测量的结果：高度取向的热解石墨的微结构盘、从碳终止的4H-SiC表面热分解的石墨烯多层和剥离的石墨烯单层。尽管其多层特性，石墨化SiC衬底的表面的大部分显示出单组分、洛伦兹形状、双共振拉曼特征，与单个石墨烯单层的情况惊人相似。我们的观察表明SiC表面上的石墨层之间的电子耦合非常弱，因此可以认为其是具有简单（Dirac-like）能带结构的石墨烯多层。
2007-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundaries in Graphene on SiC(000$\bar{1}$) Substrate
利用扫描隧道显微镜和光谱研究了SiC（000 $\bar{1}$）衬底上外延石墨烯的晶界。所有研究的小角度晶界表现出明显的平面外屈曲诱导的应变场的组成位错。观测的集合允许确定屈曲转变$θ_c = 19 \pm~2^\circ$的临界取向差角。在平坦的大角度晶界中发现了周期性结构。特别是，观察到的$θ= 33\pm2^\circ$高度有序的晶界被分配到先前提出的最低形成能的结构基序组成的连续链的边共享交替五边形和七边形。这种周期性的晶界缺陷被预测表现出强烈的谷值过滤的载流子，从而有希望的全电valleytronic器件的实际实现。
2014-12-10 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
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。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Li-intercalated Graphene on SiC(0001): an STM study
利用扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射（LEED）对锂（Li）对碳化硅（SiC）上石墨烯的影响进行了系统的研究。我们研究了锂沉积在外延单层石墨烯和缓冲层表面上的Si面的SiC。在室温下，Li立即插入SiC衬底和缓冲层之间的界面，并将缓冲层转变为准自立式石墨烯。这一结论得到了LEED和STM证据的证实。我们表明，通过SiC台阶网站或石墨烯缺陷发生插层。我们得到了一个很好的定量之间的协议的数量的Li原子沉积和可用的Si键的SiC晶体的表面上的数量。通过STM分析，我们能够确定在SiC衬底和缓冲层之间的界面处由Li嵌入引起的层间距离。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness monitoring of graphene on SiC using low-energy electron diffraction
使用低能电子衍射（LEED）原位监测SiC上外延石墨烯的形成。使用LEED作为石墨烯的原位厚度监测的可能性进行了检查。对于一系列已知石墨烯厚度的样品（使用低能电子显微镜测定），测量石墨烯与SiC相比的初级衍射斑点强度的比率。发现该比率对于确定1至3个单层范围内的石墨烯厚度是有效的。石墨烯厚度的分布上的这种方法的厚度测定的影响被认为是。
2010-02-04 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
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
Epitaxial graphene on SiC(0001): More than just honeycombs
石墨烯影响下一代电子产品发展的潜力重新引起了人们对其生长和结构的兴趣。六方SiC表面的石墨化为石墨烯的合成提供了一种可行的替代方案，现在可以在SiC（0001）上制备晶片尺寸的外延石墨烯。尽管最近取得了这一进展，但石墨烯-SiC界面的确切性质以及石墨烯是否具有半导体间隙仍然存在争议。使用扫描隧道显微镜与功能化的提示和密度泛函理论计算，在这里，我们表明，界面是一个扭曲的碳片组成的三重六边形五边形七边形复合物周期性地插入到蜂窝晶格。这些缺陷缓解了石墨烯层和SiC衬底之间的应变，同时仍然保留了每个碳原子的三重配位。此外，这些缺陷破坏了蜂窝的六重对称性，从而自然地诱导出间隙：计算出的界面能带结构是半导体的，并且在费米能级以下的K附近存在两个局域态，解释了光电发射和碳芯能级数据。在下一层石墨烯的狄拉克点处发现了非线性色散和33 meV的间隙，从而深入了解了SiC（0001）上外延石墨烯间隙起源的争论。这些结果表明，SiC（0001）上的外延石墨烯的界面不仅仅是死缓冲层，而是积极地影响后续石墨烯层的物理和电子性质。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon rehybridization at the graphene/SiC(0001) interface: Effect on stability and atomic-scale corrugation
我们解决的能量稳定性的石墨烯/SiC（0001）界面和相关的绑定机制，通过研究一系列的低应变相称的界面结构内的密度泛函计划。在应变可忽略的结构中，6 \surd 3 \times 6 \surd 3 R30° SiC周期性显示出最低的界面能，为其频繁的实验观察提供了理论基础。界面的稳定性是由增强的局部反应性的衬底键合的石墨烯原子经历sp2-到-sp3再杂化（重杂化）。通过这种机制，更高稳定性的松弛结构在原子尺度上表现出更明显的石墨烯波纹。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth of Large Domain Epitaxial Graphene on the C-Face of SiC
研究了在SiC的C面上外延生长石墨烯。使用约束控制升华（CCS）方法，我们已经实现了良好的控制生长，并能够观察到均匀单层石墨烯的传播。表面图案揭示了生长的两个重要方面，即碳扩散和化学计量要求。此外，还发现了一种新的“阶梯式”增长方式。通过这种模式，单层石墨烯域可以具有数百平方微米的面积，同时，最重要的是，避免了阶梯聚束，并且保留了初始均匀阶梯状的SiC表面。阶梯式生长提供了一种可能的途径，在晶片尺寸上实现均匀的外延石墨烯，而不会损害SiC的初始平坦表面形态。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Top-gated graphene field-effect-transistors formed by decomposition of SiC
在热分解的半绝缘4 H-SiC衬底上制作了顶栅少层石墨烯场效应晶体管。物理气相沉积的SiO2被用作栅极电介质。通过高分辨率扫描隧道显微镜观察到的具有正确晶格矢量的碳原子的二维六边形排列证实了在SiC衬底顶部形成多个石墨烯层。n型和p型跃迁的观察进一步证实了狄拉克费米子在石墨烯层中独特的输运性质。在这些制造的石墨烯FET上测得的电子和空穴迁移率分别高达5400 cm 2/Vs和4400 cm 2/Vs，这比常规SiC或硅的相应值大得多。
2008-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Directed self-organization of graphene nanoribbons on SiC
后CMOS石墨烯电子器件的实现需要生产半导体石墨烯，这是一个劳动密集型过程。我们提出了通过常规光刻和微电子处理来定制碳化硅晶体，以使得能够在4 H-SiC {1- 10 n}（n = 8）晶面而不是常规的{0001}平面上模板化石墨烯生长。这允许石墨烯纳米带的自组织生长，其尺寸由刻面的尺寸限定。通过拉曼光谱和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）测量证实了优先生长，并给出了原型石墨烯器件的电学特性。在0.24 cm 2 SiC芯片上制造> 10，000个顶栅石墨烯晶体管证明了该工艺的可扩展性，并代表了迄今为止报道的石墨烯器件的最高密度。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of multi Dirac fermion cloning induced by moiré potential in graphene-SiC heterostructure
我们用角分辨光电子能谱重新研究了SiC衬底上石墨烯的电子结构。我们直接观察到狄拉克锥的多重克隆，除了以前归因于重建。Dirac锥复制品的位置、相对距离和各向异性与石墨烯-SiC异质结构的莫尔条纹完全一致。我们的结果提供了一个简单的例子莫尔势调制的狄拉克费米子的工程电子结构。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba splitting of 100 meV in Au-intercalated graphene on SiC
Au的嵌入可以在石墨烯中产生巨大的Rashba型自旋轨道分裂，但这尚未在半导体衬底上实现。对于石墨烯/SiC（0001），Au嵌入产生具有不同掺杂的两相。在这里，我们报告了Au嵌入后几乎纯的p型石墨烯相的制备。我们观察到一个100 meV的拉什巴型自旋轨道分裂在0.9 eV的结合能。我们表明，这种巨大的分裂是由于杂化和更有限的能量和动量空间比Au插层石墨烯镍。
2015-10-08 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
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
Formation of a Buffer Layer for Graphene on C-face SiC{0001}
利用低能电子衍射（LEED）和低能电子显微镜（LEEM）研究了在富硅环境中加热SiC（000-1）表面（{0001}表面的C面）制备的石墨烯薄膜。石墨化后，通过原位LEED观察到具有rt（43）x rt（43）-R7.6度对称性的界面。氧化后，界面呈现rt（3）× rt（3）-R30度对称性。电子反射率测量表明，这些界面结构产生于石墨烯和SiC之间形成的石墨烯状“缓冲层”，类似于在Si面SiC上观察到的。从动态LEED结构计算的氧化的C面表面，它被发现由石墨烯层坐在硅酸盐（Si 2 O3）层的顶部，与硅酸盐层具有众所周知的结构，如先前研究的裸SiC（000-1）表面。在此基础上，对氧化前的界面结构进行了讨论。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall 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
Graphene on the carbon face of SiC: electronic structure modification by hydrogen intercalation
已经表明，SiC（0001）（2{ \times }2）C表面上的第一C层已经表现出石墨烯样的电子结构，在狄拉克点附近具有线性π带。实际上，由于吸附原子/再平衡电荷转移机制，具有Si吸附原子和C再平衡结构的（2{ \times }2）C重构有效地钝化SiC（0001）表面。在这里，我们使用密度泛函理论计算来研究界面改性对石墨烯层的影响。我们考虑的修改是从扫描隧道显微镜观察到的原生界面缺陷的启发。每个4 { \times } 4 SiC单元（5 { \times } 5石墨烯单元）引入一个H原子，以使restatom悬挂键饱和并阻碍吸附原子/restatom电荷转移。因此，石墨烯层掺杂有来自衬底的电子，并且与吸附原子状态的相互作用略微增加。因此，原生界面缺陷可能在C终止的SiC衬底上的掺杂机制中发挥重要作用。我们还得出结论，一个有效的钝化的C面的SiC的H需要一个完整的去除重建。否则，与Si封端的SiC衬底不同，界面处H的存在将增加石墨烯/衬底相互作用。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
