Low-temperature, dry transfer-printing of a patterned graphene monolayer
石墨烯最近作为电子和光子器件中的柔性透明电极或活性层的材料引起了很大的兴趣。然而，由于在暴露于高温或湿法工艺时降解的材料的顶部上获得图案化的石墨烯单层的困难，这种基于石墨烯的装置的实现受到限制。我们展示了一种低温，干燥的过程，能够转印到目标基板上使用弹性体邮票的铜箔上生长的图案化的石墨烯单层。实现这一点的一个挑战是在由聚（二甲基硅氧烷）制成的疏水印模上获得高质量的石墨烯层，这通过对常规湿转移方法引入两个关键的修改来克服-使用由Au组成的支撑层和降低液浴的表面张力。使用这种技术，石墨烯单层的图案转印在聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐和MoO3上，当暴露于水性或侵蚀性图案化过程时，这两者都容易降解。我们讨论了这种技术的应用范围，这是目前有限的低聚物污染物，和可能的手段，以扩大它消除污染问题。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Direct dry transfer of chemical vapor deposition graphene to polymeric substrates
我们证明了大面积化学气相沉积石墨烯的直接干转移到几种聚合物（低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚苯乙烯，聚乳酸和聚（偏氟乙烯-共-三氟乙烯）通过只有适度的热量和压力，和后来的原始石墨烯基板的机械剥离。通过对不同实验条件下石墨烯-聚合物相互作用、流变学测试和石墨烯转移的模拟，表明控制石墨烯-聚合物界面是控制石墨烯转移的关键。拉曼光谱和光学显微镜用于鉴定和量化转移到聚合物基底的石墨烯。结果表明，石墨烯转移到聚合物中的量，从无石墨烯转移到完全石墨烯转移，可以通过微调转移条件来实现。作为直接干转移技术的结果，石墨烯-聚合物粘附性比石墨烯对Si/SiO2晶片的粘附性更强。
2014-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying Mn diffusion through transferred versus directly-grown graphene barriers
我们量化的机制，锰（Mn）扩散通过石墨烯在Mn/石墨烯/Ge（001）和Mn/石墨烯/GaAs（001）异质结构的石墨烯层转移与石墨烯生长直接在半导体衬底上制备的样品。这些异质结构对于自旋电子学中的应用是重要的;然而，在技术上重要的衬底（例如GaAs）上直接合成石墨烯的挑战需要层转移和退火步骤，这将缺陷引入到石墨烯中。\textit{In-situ}光电子能谱测量揭示Mn通过直接生长在Ge（001）衬底上的石墨烯的扩散比Mn扩散到没有石墨烯的样品中低1000倍（在500 $^\circ$ C下的$D_{gr,direct} \sim 4\times10^{-18}$ cm $^2$ /s、$D_{no-gr} \sim 5 \times 10^{-15}$ cm $^2$ /s）。与没有石墨烯（$D_{gr,transfer} \sim 4\times10^{-16}cm^2/s$）相比，在Ge上转移的石墨烯抑制Ge扩散中的Mn 10倍。对于转移和直接生长的石墨烯，低活化能（$E_a \sim 0.1-0.5$ eV）表明Mn通过石墨烯的扩散主要发生在石墨烯缺陷处。这被进一步证实为扩散率前因子$D_0$与石墨烯片的缺陷密度成比例。在GaAs衬底上发现了类似的扩散阻挡性能;然而，目前不可能直接在GaAs上生长石墨烯。我们的研究结果强调了直接在功能衬底上开发石墨烯生长的重要性，以避免层…
2021-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Improved topological conformity enhances heat conduction across metal contacts on transferred graphene
转移的石墨烯（trG）上的金属接触的热导率可以显着降低从原生石墨烯（grG）上的类似接触的固有值，由于增加的粗糙度，残留物，氧化物和空隙的额外电阻。在本文中，我们比较了Al/trG/Cu界面的热导率（G）与Al/grG/Cu界面的热导率，以了解转移石墨烯上金属接触的热传递。我们的样品是通过化学气相沉积（CVD）在Cu箔上生长的多晶石墨烯和CVD生长的石墨烯转移到蒸发的Cu薄膜上。我们发现，对于生长的CVD石墨烯的Al/grG/Cu界面，在室温下G = 31 MW m ^{-2} K ^{-1}，比Al/Cu界面低两个数量级。对于大多数在Cu膜上转移的石墨烯，G = 20 MW m ^{-2} K ^{-1}，比生长的CVD石墨烯低35%。我们仔细排除了残留物，原生氧化物和界面粗糙度的贡献，并将生长和转移的CVD石墨烯的热导率的差异归因于石墨烯对Cu衬底的不同程度的一致性。我们发现，50%的接触面积仅使热导率降低了35%，这表明在石墨烯界面处的空隙中发生了少量的热传递。我们通过在300 ° C下退火样品成功地改善了转移石墨烯与衬底的一致性，从而将转移石墨烯的热导率提高到本征值。从Al/trG/Cu和Al/grG/Cu界面的G的温度依赖性测量，我们还证实了声子是金属/石墨烯/金属界面上的主要热载体，尽管石墨烯中诱导的载流子浓度为3 × 10 ^{12} cm ^{-2}。
2015-11-26 cond-mat.mtrl-sci
A breakthrough toward wafer-size epitaxial graphene transfer
在任何期望的衬底上形成石墨烯对于在超越CMOS时代的所有技术应用中用石墨烯成功取代Si是极其必要的。最近，我们观察到，通过电子束蒸发在外延石墨烯上形成的Ti层具有与外延石墨烯的表面足够大的接触面积，用于发生剥离过程。我们还观察到，剥离的FLG上的Ti层可以很容易地转移到SiO2/Si衬底上。在本文中，我们提出了一种新的技术转移石墨烯具有几个平方毫米的大面积从石墨化的SiC衬底的邻位。拉曼散射光谱和低能电子显微镜分析表明，我们可以通过所提出的转移过程将单层和双层石墨烯转移到SiO2/Si衬底上。在SiC衬底上形成的外延石墨烯的初始尺寸是新转移工艺的唯一限制。转移过程有望成为一项极其重要的技术，标志着石墨烯电子领域新时代的开始。
2010-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Transfer of graphene onto arbitrary substrates via sublimable carrier
石墨烯是一种由单层碳原子堆积成的二维晶体结构，由于其独特的结构和光学、电子学性质而引起了人们的广泛关注。化学气相沉积（CVD）的最新进展已经导致在金属箔上批量生产高质量石墨烯。然而，这些石墨烯从其生长基底转移到目标基底上的方式需要进一步的应用。在这里，我们报告了一种可升华的载体方法，该方法允许石墨烯以高质量转移到任意衬底上，包括半导体、金属和有机衬底。由于无聚合物工艺，解决了残留物和环境不友好的有机溶剂的固有问题。光学显微镜，扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱证明了高质量和清洁的表面转移的石墨烯。该工作为优化石墨烯的转移提供了一种新的途径，拓宽了石墨烯在大规模二维电子器件中的应用。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Heat transfer between weakly coupled systems: Graphene on a-SiO2
本文研究了平界面弱耦合系统间的传热问题。我们提出了一个简单的分析结果，可以用来估计传热系数。作为一个应用程序，我们考虑石墨烯和无定形二氧化硅之间的热传递。传热系数的计算值与实验值吻合较好。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Paramagnetic adsorbates on graphene: a charge transfer analysis
我们介绍了一种改进的Hirshfeld电荷分析方法，并通过计算顺磁分子NO2和石墨烯之间的电荷转移来证明其准确性。用从头算方法计算的顺磁性分子和石墨烯层之间的电荷转移可以关键地取决于计算中使用的超晶胞的大小。这对于涉及顺磁性分子如物理吸附在石墨烯或碳纳米管上的NO2的吸附研究具有重要的影响。
2008-06-03 cond-mat.mtrl-sci
High Quality, Transferable Graphene Grown on Single Crystal Cu(111) Thin Films on Basal-Plane Sapphire
目前在Cu表面（多晶箔和薄膜）上生长大面积石墨烯并将其转移到任意衬底的方法在技术上是有吸引力的。然而，石墨烯的质量可以通过在单晶Cu表面上生长而显著提高。在这里，我们表明，高质量，大面积的石墨烯可以生长在外延单晶Cu（111）薄膜上的可重复使用的基面蓝宝石（α-Al 2 O 3（0001））衬底，然后转移到另一个基板。在使石墨烯能够在Cu单晶表面上生长的同时，该方法具有避免与在石墨烯转移期间牺牲体单晶Cu相关联的高成本和对石墨烯的广泛损害的潜力。
2011-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer between epitaxial graphene and silicon carbide
我们分析掺杂的石墨烯生长在SiC上的两种模式，不同的电荷转移到石墨烯的来源，即从SiC表面和体施主。对于这两种模型中的每一个，我们发现在单层和双层石墨烯中诱导的最大电子密度，这是由原始石墨烯中的电子的功函数和SiC上/中的施主态之间的差异决定的，并通过静电门分析石墨烯对密度变化的响应。
2010-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Transfer Characteristics in Graphene Field-Effect Transistors with Co Contacts
石墨烯场效应晶体管与Co接触作为源极和漏极显示出异常扭曲的传输特性。该异常仅出现在短沟道器件（短于约3微米）中，并且源于接触诱导效应。带变更的石墨烯通道的接触进行了讨论，作为一个可能的机制观察到的异常特性。
2008-10-17 cond-mat.mtrl-sci
On the charge transfer between single-walled carbon nanotubes and graphene
了解单壁碳纳米管（SWNTs）和石墨烯之间的电子相互作用，以便在多功能混合器件中有效地使用它们是很重要的。在这里，我们沉积单壁碳纳米管束石墨烯覆盖的铜和SiO2基板通过化学气相沉积和研究它们之间的电荷转移拉曼光谱。我们的研究结果表明，在铜和SiO2衬底上，石墨烯给单壁碳纳米管的电子，导致p型掺杂的石墨烯和n型掺杂的单壁碳纳米管。
2014-08-04 cond-mat.mtrl-sci
The selective transfer of patterned graphene
石墨烯是一种新兴的二维（2D）材料，具有独特的电学性质和广泛的潜在实际应用。此外，石墨烯与其他二维材料、金属微结构、硅光子晶体腔和波导相结合的混合结构在范德华异质结构、混合石墨烯等离子体、混合光电子器件和光调制器等方面有着更广泛的应用。基于成熟的转移方法，通过化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯目前用于大多数石墨烯混合应用中。尽管高度取向的热解石墨的机械剥离提供了最高质量的石墨烯，但将所需的微裂解石墨烯（MG）转移到特定位置处的结构是一个关键的挑战，这限制了MG与其他结构的组合。在这里，我们报告了一种新的技术，用于选择性转移的MG图案和设备到选定的目标，使用双层聚合物结构和飞秒激光微加工。这种选择性转移技术将图案化的石墨烯精确地转移到选定的目标上，将其他薄片留在原始衬底上，为制造基于MG的微型器件提供了一种有效的途径。这种方法将有助于制备范德华异质结构，并使石墨烯混合器件的性能优化。
2014-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Changes in the electronic structure and properties of graphene induced by molecular charge-transfer
与电子给体和受体分子如苯胺和硝基苯的相互作用引起石墨烯的拉曼光谱和电子结构的显着变化，石墨烯是通过石墨氧化物的剥离制备的。
2008-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Taxonomy of defects in semi-dry transferred CVD graphene
本文通过半干法转移CVD石墨烯并保留铜衬底进行位置对应表征，揭示了裂纹、褶皱、孔洞和撕裂等转移后缺陷的来源，为优化石墨烯生长与转移工艺提供指导。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Annealing Free, Clean Graphene Transfer using Alternative Polymer Scaffolds
我们研究了通过化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯与聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA），聚（乳酸）（PLA），聚（邻苯二甲醛）（PPA）和聚（双酚A碳酸酯）（PC）的聚合物支架的转移。我们发现，最佳反应PC支架提供了最干净的石墨烯转移没有任何退火，经过广泛的比较与光学显微镜，X-射线光电子能谱学，原子力显微镜，和扫描隧道显微镜。相比之下，用PLA、PPA和PMMA转移的膜具有高两倍的粗糙度和高五倍的化学掺杂。使用PC支架，我们展示了CVD多层石墨烯、氟化石墨烯和六方氮化硼的清洁转移。我们的无退火PC转移技术可将原子级洁净的纳米材料用于生物分子封装和柔性电子应用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Stress and charge transfer in uniaxially strained CVD graphene
通过化学气相沉积（CVD）制备的石墨烯的机械性质不容易与通过机械裂解制备的接近完美的石墨烯的性质相比。在这项工作中，我们试图调查的机械性能的CVD石墨烯（简单地支持或嵌入在聚合物基体），通过两种不同的技术转移，单轴加载下，同时在原位监测拉曼显微光谱。电荷转移掺杂和应变的水平进行了评估，使用单轴应变修改的矢量分析。由于生长和转移过程，样品中的应变分布变化很大，这会导致CVD石墨烯中出现皱纹和缺陷。在简单支撑的试样中，应力传递效率通常非常低，并且拉曼光谱的变化主要由施加应变时源自衬底上的域的重新对准的电荷传递的变化决定。相比之下，覆盖有额外的聚合物层的样品表现出改善的应力传递效率，并且电荷掺杂水平的改变可以忽略不计。在完全嵌入的样品中，应力传递效率的变化是由裂纹、褶皱和/或褶皱限定的有效石墨烯域的尺寸引起的。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties and charge-transfer excitations in edge-functionalized all-graphene nanojunctions
我们研究了边缘功能化的石墨烯纳米系统的光学性质，重点是结和电荷转移激子的形成。我们考虑了一类石墨烯结构，它结合了石墨烯的主要电子特征和大的多环芳烃的宽调谐性。通过研究典型的带状体系，我们发现，方便地选择官能团，低能量激发显着的电荷转移特性和大的振子强度。这些特性可以通过适当的宽度变化进一步调制，从而在UV-Vis光谱的低能区中跨越宽范围。我们的研究结果是相关的，考虑到设计全石墨烯光电纳米器件，它利用了分子功能化的多功能性，以及石墨烯纳米结构的稳定性和电子特性。
2011-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Quenching of fluorescence of aromatic molecules by graphene due to electron transfer
研究了芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PyBS，I）和低聚（对亚苯基亚乙烯基）甲酯（OPV-酯，II）两种有机供体分子对石墨烯的荧光猝灭作用。随着石墨烯浓度的增加，混合物中I和II的吸收光谱和光致发光光谱显示前者没有变化，但荧光显着淬灭。石墨烯淬灭这些芳香族分子的荧光的性质示出与光诱导的电子转移，荧光衰减和时间分辨的瞬态吸收光谱测量的基础上。
2010-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Fully dry PMMA transfer of graphene on h-BN using a heating/cooling system
实现由各种二维（2D）层状材料堆叠而成的高质量范德华异质结构器件的关键在于无气泡和褶皱的清洁界面。虽然聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于其强粘附性而通常用作牺牲转移膜，但它在转移后总是溶解在溶剂中，导致不可避免的PMMA残留在顶表面上。这使得很难找到干净的界面区域。在这项工作中，我们提出了一个完全干燥的PMMA转移石墨烯到h-BN使用加热/冷却系统，它允许识别清洁的界面区域，高品质的石墨烯/h-BN异质结构的制造。其机理在于利用聚合物（PMMA/PDMS）和无机材料（石墨烯/h-BN衬底）之间的大的热膨胀系数差异，通过聚合物的热收缩将PMMA从石墨烯机械剥离，在石墨烯表面上不留下PMMA残留物。该方法可应用于所有类型的2D分层材料。
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci
XPS evidence for molecular charge-transfer doping of graphene
通过采用X射线光电子能谱学（XPS），我们已经能够建立在覆盖有电子受体（TCNE）和供体（TTF）分子的少层石墨烯中发生电荷转移掺杂。我们已经进行了定量的估计，在这些配合物中的电荷转移的程度，并阐明了他们的拉曼G带的不寻常的位移的起源，并解释了在n-和p-掺杂的电导率的依赖性的差异。该研究揭示了电荷转移掺杂和电化学掺杂明显不同的原因。
2012-02-20 cond-mat.mtrl-sci
FeCl3 based Few-Layer Graphene Intercalation Compounds: Single Linear Dispersion Electronic Band Structure and Strong Charge Transfer Doping
石墨烯自2004年首次被发现以来，一直受到人们的关注。已经提出了各种方法来控制其物理和电子性质。在此，我们报道了石墨烯基层间化合物是一种有效的方法来修改少层石墨烯（FLG）的电子性质。采用双区气相传输法成功制备了FeCl3插层FLG。这是首次报道石墨烯的完全插层。这种少层石墨烯层间化合物（FLGIC）的拉曼G峰特征与其完整的插层结构非常一致。FLGIC呈现单个洛伦兹2D峰，类似于单层石墨烯，表明相邻石墨烯层之间的电子耦合损失。第一性原理计算进一步揭示了FLGIC的能带结构类似于单层石墨烯，但由于从石墨烯到FeCl 3的电荷转移而具有强掺杂效应。FLGIC的成功制备为FLG的基础研究和未来应用开辟了一条新的改性途径。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Competitive interfacial charge transfer to graphene from the electrode contacts and surface adsorbates
金属-石墨烯接触处的电荷转移（CT）引起从接触边缘延伸至约1微米的电位变化。在电荷转移表面吸附物周围应观察到具有类似长度的电势变化。因此，预期当一个源与另一个源在约1微米内时，这两个CT源之间存在竞争。在这封信中，弱耦合Ni触点和7，7，8，8-四氰基醌二甲胺分子被用作CT源，以研究它们可能的竞争。来自仅吸附在沟道区中的分子的CT改变了下接触区中的石墨烯的电荷密度。在下接触区域中的CT效应的范围长达~4微米。相当长的CT归因于接触下的石墨烯的高有效介电常数，这是由包含从石墨烯获得的碳杂质的薄界面NiOx层引起的。
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic mechanism of graphene growth on SiC substrate: Large-scale molecular dynamics simulation based on a new charge-transfer bond-order type potential
碳化硅的热分解是制备石墨烯的一种有前途的方法。然而，石墨烯的原子生长机制仍然不清楚。本文介绍了一种新的电荷转移原子间相互作用势的发展。具有各种各样的特征的碳键可以通过所提出的矢量化键级项来再现。大规模的热分解模拟使我们能够观察到多环碳结构的连续生长过程。退火模拟揭示了多环碳结构转变为仅涉及6元环的平坦石墨烯的原子过程。此外，发现碳化硅衬底的表面原子增强了均匀石墨烯的形成。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci
All-Dry Transfer of Graphene Film by Van der Waals Interactions
提出利用范德华相互作用将 Ge(110) 上原生生长石墨烯全干法转移至六方氮化硼载体目标衬底的方法，并测得其界面附着能上限，证明该体系适合洁净异质集成。
2025-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Aqueous Proton Transfer Across Single Layer Graphene
穿过单层石墨烯的质子转移与大的计算能量势垒相关联，并且因此被认为在室温下是不利的，除非引入纳米级空穴或掺杂剂，或者施加电势偏置。在这里，我们将单层石墨烯支撑在熔融二氧化硅上进行高pH和低pH的循环，并表明质子从水相可逆地通过石墨烯转移到另一侧，在那里它们与二氧化硅羟基发生酸碱化学反应。在排除了通过宏观针孔的扩散后，发现质子通过罕见的自然发生的原子缺陷转移。计算机模拟揭示了0.68至0.75 eV的低能量势垒的水质子转移跨越羟基终止的原子缺陷，参与Grotthuss型继电器，而类似吡喃醚终端关闭质子交换。对氦和氢转移不利的能垒表明转移过程对水溶液质子是选择性的。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Transfer doping of Graphene by Species of Extreme Work Function
密度泛函计算用于解释电荷转移掺杂机制，通过该机制，物理吸附结合到石墨烯的物质可以增加其自由空穴或电子密度，而不会产生缺陷，从而保持高的载流子迁移率。研究的典型掺杂剂是FeCl 3、AuCl 3、SbF 5、HNO 3、MoO 3、Cs2 O和O2。这些系统不会破坏基面的π键合是特别重要的，因为这些系统不会降低载流子迁移率。相比之下，更活泼的自由基如-OH会导致基面起皱，从而起到缺陷的作用。
2017-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous stopping and charge transfer in proton-irradiated graphene
我们利用第一性原理计算揭示并解释了质子辐照石墨烯中一种新型的反常低速停止效应。我们属性的肩膀功能，专门发生通道质子增强电子捕获从$σ$ + $π$轨道。我们对电子发射的分析表明，后向发射比前向发射对质子轨迹更敏感，因此可以在离子显微镜中产生更高对比度的图像。对于慢质子，我们观察到排放急剧下降，与分析模型的预测一致。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Graphene synthesis by chemical vapor deposition and transfer by a roll-to-roll process
我们通过化学气相沉积（CVD）在Ni箔上合成了厘米级单层到多层石墨烯（FLG）薄膜。我们证明了沉淀机制可能不是在Ni系统中通过CVD形成石墨烯的唯一重要机制，并且控制CVD过程中的冷却速率可能不是控制石墨烯膜厚度的适当方式。此外，我们是第一个展示厘米级FLG从镍箔转移到透明的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板通过一个有效的卷到卷的过程。与刚性基底相比，在柔性Ni箔上合成石墨烯需要使用卷对卷转移工艺。
2010-05-10 cond-mat.mtrl-sci
High Open-circuit Voltage of Graphene-Based Photovoltaic Cells Modulated by Layer-by-Layer Transfer
石墨烯以其优异的电子性能在未来的纳米电子器件中显示出巨大的应用前景。此外，其令人印象深刻的光学特性一直吸引着研究人员的兴趣，最近，嵌入了几层石墨烯（FLG）的异质结结构的光伏效应已经得到证实。在这里，我们报告的石墨烯半导体结的光伏响应和控制的开路电压（Voc）与不同数量的石墨烯层。在通过化学生长的石墨烯层的逐层转移制备的FLG中通过原位退火去除可吸附的污染物之后，FLG的功函数随着石墨烯层的增加而连续增加，尽管层间堆叠是随机的，导致FLG/Si界面的光伏行为的调制。这里观察到的表面光伏效应显示了FLG异质结系统中深度方向上的电子重新排列，表明利用FLG优异的透明度和柔性的太阳能器件的未来潜力。
2010-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption and binding dynamics of graphene-supported phospholipid membranes using the QCM-D technique
我们使用石英晶体微天平与耗散监测（QCM-D）技术的石墨烯涂层基板上的磷脂膜的吸附动力学报告。我们比较了金和二氧化硅QCM晶体表面上的脂质囊泡相互作用和膜形成与它们的氧化石墨烯（GO）和还原（r）GO涂覆的对应物，并报告了获得的不同脂质结构。我们建立了石墨烯衍生物涂层作为支持表面与可调的疏水性形成可控的脂质结构。所形成的一种感兴趣的结构是在rGO上形成的脂质单层膜，否则其生产具有挑战性。我们还展示和监测生物素-亲和素结合在这样的membranne，这将作为一个平台，广泛的生物传感应用。QCM-D技术可以扩展到二维材料中其他共价和非共价相互作用的基础研究和应用。
2018-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Durable, ultrathin, and antifouling polymer brush coating for efficient condensation heat transfer
该研究提出一种在铜表面制备超薄PDMS刷的方法，实现了高效滴状冷凝，传热系数提升5-7倍，并具备优异的防污和自清洁性能。
2023-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Perfecting the Growth and Transfer of Large Single-Crystal CVD Graphene: A Platform Material for Optoelectronic Applications
在这项工作中，我们展示了毫米级石墨烯单晶的合成，可在市售的冷壁CVD反应器中实现，以及几种不同的方法将其从生长衬底转移到所选的目标衬底。我们使用各种表征技术，包括光学和扫描电子显微镜以及拉曼光谱，确认这种材料的高晶体质量。通过进行场效应和量子霍尔效应测量，我们证明了这种单晶的电子性质与理想的机械剥离的石墨烯薄片的电子性质相当。这种高品质的材料的几个应用也进行了审查。
2017-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale synthesis and transfer of graphene films
我们开发了在环境压力下在Ni和Cu膜上生产晶圆级高质量石墨烯膜的方法，该石墨烯膜大至3英寸晶圆尺寸，并通过金属层的瞬时蚀刻将其转移到任意衬底上。我们还展示了大面积石墨烯薄膜用于批量制造场效应晶体管（FET）阵列和可拉伸应变片的应用，显示出非凡的性能。晶体管显示出在-0.75V的漏极偏压下器件的空穴和电子迁移率分别为1，100cm 2/Vs和550 cm 2/Vs。应变传感器的压阻应变系数为~6.1。这些方法代表了实现晶圆级石墨烯器件以及在光电子学，柔性和可拉伸电子学中的应用的重要一步。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Fermi Level Tuning of Epitaxial Sb2Te3 Thin Films on Graphene by Regulating Intrinsic Defects and Substrate Transfer Doping
采用分子束外延技术在石墨烯衬底上制备了高质量的Sb 2 Te 3薄膜，并利用原位扫描隧道显微镜/光谱仪对薄膜进行了研究。与第一性原理计算一致，确定了Sb 2 Te 3的本征缺陷是Sb空位和SbTe反位.通过最小化缺陷密度，再加上石墨烯衬底的转移掺杂，可以在体带隙的整个范围内调谐Sb 2 Te 3薄膜的费米能级。这为研究拓扑绝缘体在Dirac点附近的行为提供了必要条件。
2011-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and trapping as origin of a double dip in the transfer characteristics of graphene based field-effect transistors
我们讨论的起源以外的石墨烯基场效应晶体管的传输特性中观察到的电荷中性点的额外的下降。考虑到从中性点到沟道的费米能级不同以及接触处的部分电荷钉扎，我们提出了一个模型来解释栅电压环的所有特征.
2011-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Method for Transferring High-Mobility CVD-Grown Graphene with Perfluoropolymers
使用无定形聚合物通过化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯的转移代表了用于石墨烯基电子器件制造的广泛实施的方法。然而，最常用的聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）会在石墨烯上留下残留物，从而限制了移动性。在这里，我们报告了一种石墨烯转移和图案化的方法，该方法采用全氟聚合物-Hyronium-作为转移手柄，并保护石墨烯免受光刻胶或其他聚合物的污染。以这种方式转移到LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构上的CVD生长的石墨烯在原子上是干净的，在2 K下在狄拉克点附近具有高迁移率（~ 30，000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）和清晰的量化霍尔和磁阻。局部控制的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面金属-绝缘体过渡-通过石墨烯-保留与此转移方法。全氟聚合物（诸如Hyplane）与CVD生长的石墨烯和其他2D材料的使用可以容易地与其他聚合物或光致抗蚀剂一起实施。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Transfer with Reduced Residue
我们提出了一种新的石墨烯转移程序，使用乙酸，去除残留物，这是常见的标准丙酮处理。转移后的样品用乙酸和丙酮清洗，其特征在于使用拉曼光谱和原子力显微镜进行比较。我们通过使用荧光猝灭来创建表面污染物的光学图来进一步说明我们的转移过程的质量。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploiting the Hierarchical Morphology of Single-Walled and Multi-Walled Carbon Nanotube Films for Highly Hydrophobic Coatings
自组装层次固体表面是非常有趣的润湿现象，在各种自然和人工表面中观察到。在这里，我们报告单壁（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）薄膜实现了一个简单的，快速的，可重复的，和廉价的过滤过程中，从水分散体，这是在室温下沉积在玻璃上的干转移印刷方法。此外，通过扫描电子显微镜（SEM）对碳纳米管膜的研究揭示了自组装碳纳米管无规网络的多尺度层次形态。此外，接触角测量表明，分层SWCNT/MWCNT复合材料表面表现出比裸SWCNT（110°）和MWCNT（97°）涂层更高的疏水性（高达137°的接触角），从而证实了由表面分层形态产生的增强。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Energy Transfer from Individual Semiconductor Nanocrystals to Graphene
从光激发零维系统到金属系统的能量转移在现代材料科学中起着重要作用。一种特别有趣的情况是光激发偶极子和原子级薄金属之间的相互作用。最近发现的石墨烯层允许调查这种现象。在这里，我们报告的荧光从个别的CdSe/ZnS纳米晶体接触单层和几层石墨烯片的研究。能量转移的速率由荧光的强烈猝灭决定。对于单层石墨烯，我们发现的速率为~ 4 ns-1，与基于偶极近似和石墨烯紧束缚描述的模型一致。在接近体积极限之前，该速率随着石墨烯层的数量显著增加。我们的研究量化了石墨烯的能量转移和荧光猝灭，这是光伏器件中新应用的关键特性，也是分子标尺。
2010-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Deposition of thin silicon layers on transferred large area CVD graphene
研究了在转移的石墨烯上物理气相沉积Si。在升高的温度下，Si优选在褶皱和多层石墨烯岛上成核。然而，在某些情况下，Si可以仅在单层石墨烯区域上准选择性地生长，而多层岛保持未覆盖。实验的见解和从头计算表明，在转移过程后的碳残留物的去除效率的变化可以负责这种行为。低温硅籽晶层改善了润湿性，使均匀生长成为可能。这是实现石墨烯嵌入两个Si层之间的电子器件的重要一步。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distance Dependence of the Energy Transfer Rate From a Single Semiconductor Nanostructure to Graphene
纳米发射体和石墨烯单层之间的近场库仑相互作用导致强烈的Förster型共振能量转移和随后的荧光猝灭。在这里，我们调查的距离依赖性的能量转移率从个人，i）零维的CdSe/CdS纳米晶体和ii）二维的CdSe/CdS/ZnS纳米片的石墨烯单层。对于增加的距离$d$，从单个纳米晶体到石墨烯的能量传递速率衰减为$1/d^4$。相比之下，从二维纳米片到石墨烯的能量传递速率的距离依赖性偏离简单的幂律，但通过理论模型很好地描述，该模型考虑了二维量子阱中自由激子的热分布。我们的研究结果表明，精确的距离测量可以在单粒子水平上使用石墨烯为基础的分子统治者和能量转移允许探测在纳米尺度的维度效应。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Stress Transfer in a Graphene Monolayer Nanocomposite
石墨烯是已知最坚硬的材料之一，杨氏模量为1 TPa，使其成为高性能复合材料中用作增强材料的理想候选材料。然而，作为一种单原子厚度的晶体材料，石墨烯提出了几个基本问题：（1）数十年来对碳基复合材料的研究能否应用于这种极薄的晶体材料？(2)传统上用于复合材料的连续介质力学在原子水平上是否仍然有效？(3)基质如何与石墨烯晶体相互作用，什么样的理论描述是合适的？我们已经明确地证明了应力从聚合物基质转移到单层石墨烯，表明石墨烯作为增强相。我们还使用剪切滞后理论对行为进行了建模，表明石墨烯单层纳米复合材料可以使用连续介质力学进行分析。此外，我们已经能够监测石墨烯/聚合物界面的应力传递效率和击穿。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Distance-Scaling of Non-radiative Energy Transfer to Graphene
荧光发射体和石墨烯之间的近场相互作用表现出与局部偶极诱导的电磁场相关联的丰富物理，由于石墨烯的独特性质，局部偶极诱导的电磁场被强烈增强。在这里，我们测量发射体寿命作为发射体-石墨烯距离d的函数，并发现与由精细结构常数控制的通用标度律一致。观察到的能量转移率与1/d^4相关性一致，这是二维有耗介质的特征。相对于在距离d~5nm处的真空中的衰减，发射体衰减速率增强90倍（~99%的转移效率）。这种高能量传递率主要是由于单原子碳层的二维性和无间隙特性。因此，石墨烯被证明是一种非凡的能量汇，在光电探测、能量收集和纳米光子学方面具有巨大的潜力。
2013-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-induced topological transition and strain-induced charge transfer in graphene/MoS2 bilayer heterostructures
石墨烯/MoS 2异质结构通过将石墨烯纳米片和单层MoS 2组合而形成。由于层之间的弱范德华相互作用，两个组成单层的电子特征在所得异质结构中相当好地保留。然而，MoS 2的接近在石墨烯中诱导强度约为1 meV的强自旋轨道耦合效应，这比原始石墨烯的固有自旋轨道耦合大近三个数量级。这打开了石墨烯中的带隙，并进一步导致狄拉克点附近的自旋非简并带的反交叉。晶格无公度石墨烯/MoS 2异质结构表现出有趣的莫尔条纹，在实验中已经观察到。异质结的电子能带结构对双轴应变和层间扭曲非常敏感。尽管石墨烯的狄拉克锥保持完整，并且在环境条件下石墨烯和MoS 2层之间没有发生电荷转移，但在石墨烯/MoS 2异质结构中可以实现应变诱导的电荷转移。施加栅极电压揭示了石墨烯/MoS 2异质结构中拓扑相变的发生。在本章中，我们讨论了石墨烯/MoS 2异质结构的晶体结构，层间效应，电子结构，自旋态，以及应变和衬底邻近对电子性质的影响。我们进一步提出了不同的拓扑量子相的石墨烯/二硫化钼异质结构的概述和审查在这一领域的最新进展。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stress-transfer from polymer substrates to monolayer and few-layer graphenes
在本研究中的应力传递机制在石墨烯聚合物系统在拉伸下的实验研究使用激光拉曼显微镜技术。我们详细讨论了石墨烯边缘几何形状，横向尺寸和厚度的影响，需要考虑使用石墨烯作为保护层时。所检查的系统包括简单地沉积在PMMA基底上的具有大长度（超过~50微米）和一到三层厚度的石墨烯薄片，所述PMMA基底然后被加载至张力高达约100 μ m。1.60%应变。发现应力传递曲线是线性的，而结果表明，为了在高于1%的应变水平下提供有效的增强，需要超过20微米的大的横向尺寸。此外，已发现应力积累对加载薄片的边缘形状和几何形状都非常敏感。最后，发现转移长度随着石墨烯层数的增加而增加。本研究的结果提供了重要的洞察力的问题上的应力从聚合物到纳米夹杂物的边缘几何形状，横向尺寸和厚度的函数在一些应用程序。
2019-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optimized nanodevice fabrication using clean transfer of graphene by polymer mixture: Experiments and Neural Network based simulations
本研究实验与模拟结合，发现聚合物混合物转移石墨烯可减少掺杂和应变，神经网络准确预测结合能及静电作用降低。
2023-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transfer-free electrical insulation of epitaxial graphene from its metal substrate
高质量、大面积的外延石墨烯可以在金属表面上生长，但其传输特性不能被利用，因为导电性由衬底主导。在这里，我们通过逐步插入硅和氧，并最终在石墨烯和金属之间形成SiO $_2$层，在Ru（0001）上绝缘外延石墨烯。我们遵循的反应步骤，通过X射线光电子能谱，并使用纳米尺度的多点探针技术证明电绝缘。
2012-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-Lived Charge Separation Following Pump-Energy Dependent Ultrafast Charge Transfer in Graphene/WS$_2$ Heterostructures
由石墨烯和过渡金属二硫属化合物（TMDC）组成的范德华异质结构最近在高性能光电应用中显示出巨大的前景。然而，深入了解器件操作的关键过程，即界面电荷转移（CT）和复合，迄今为止仍然难以捉摸。在这里，我们研究这些过程中的石墨烯WS $_2$异质结构，通过互补探测超快太赫兹光电导石墨烯和WS $_2$的瞬态吸收动力学光激发。我们发现，CT通过石墨烯-WS $_2$界面发生的亚A激子激发的光电子发射，和直接从WS $_2$的价带的石墨烯的A激子激发的空穴转移。值得注意的是，我们观察到，在CT后的异质结构中分离的电荷寿命非常长：超过1 ns，与以前的研究中报道的~1 ps电荷分离相反。这导致石墨烯的有效光选通。这些发现为进一步优化光电子器件的性能，特别是光电探测性能提供了相关的见解。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the interaction and charge transfer between graphene and metals
测量电子通过石墨烯片的传输必然涉及将其与金属电极接触。采用密度泛函理论的第一性原理计算研究了石墨烯在金属基底上的吸附。石墨烯与Al、Ag、Cu、Au和Pt（111）表面的键合非常弱，以至于其独特的“超相对论”电子结构得以保留。然而，这种相互作用确实会导致电荷转移，使费米能级相对于圆锥点移动高达0.5 eV。从p型到n型掺杂的交叉发生在功函数为~ 5.4eV的金属上，该值远大于自支撑石墨烯的功函数4.5eV。我们开发了一个简单的分析模型，该模型描述了金属衬底功函数方面的费米能级移动的石墨烯。石墨烯与Co、Ni、Pd和Ti相互作用并更强地结合。这种化学吸附涉及石墨烯$p_z$ -态和金属d-态之间的杂化，其在石墨烯中打开带隙。因此，石墨烯功函数显著降低。在平面内电流器件几何形状中，这应该导致石墨烯的n型掺杂。
2009-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Chemical reactivity imprint lithography on graphene: Controlling the substrate influence on electron transfer reactions
石墨烯的化学功能化使得能够控制电子特性和传感器识别位点。然而，它的研究被底层基底的异常强烈的影响所混淆。在本文中，我们显示了一个鲜明的差异，在电子转移化学速率与芳基重氮盐单层石墨烯上支持在广泛的基板。当石墨烯在SiO_2和Al_2O_3（蓝宝石）表面上时，反应进行得很快，而在烷基封端的六方氮化硼（hBN）表面上则几乎不进行反应。该效果与基于掺杂水平的预期相反，并且可以使用考虑石墨烯中的衬底诱导的电子-空穴水坑的反应性模型来描述。拉曼光谱映射用于表征衬底对石墨烯的影响。反应性压印光刻（RIL）被证明是一种通过图案化底层衬底来空间图案化石墨烯上的化学基团的技术，并且被应用于石墨烯上的蛋白质的共价束缚。
2012-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gold Nanoparticles Aggregation on Graphene Using Reactive Force Field: A Molecular Dynamic Study
本研究采用ReaxFF分子动力学模拟，探究不同尺寸金纳米颗粒在石墨烯上的温度依赖聚集行为，明确了尺寸、温度对聚集及形貌的影响，证实接触石墨烯的金原子数是电荷转移的核心驱动因素。
2023-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Putting high-index Cu on the map for high-yield, dry-transferred CVD graphene
2D材料层的可靠、清洁转移和界面连接在技术上与它们的生长一样重要。由于参数空间巨大且相互关联，因此将两者结合在一起仍然是一个挑战。我们引入了一种快速筛选描述符方法来展示石墨烯-Cu模型系统的整个过程步骤中的整体数据驱动优化。我们映射的石墨烯化学气相沉积，界面铜氧化去耦石墨烯，其干分层整个反极图的晶体学依赖性。它们的叠加使我们能够确定迄今未探索的（168）更高的指数铜取向为整体最佳。我们显示了通过外延闭合空间升华的这种Cu取向的有效制备，并实现了具有非常高的产率（>95%）和石墨烯域质量的机械转移，室温电子迁移率在40000 cm $^2$ /（Vs）的范围内。我们的方法很容易适应其他描述符和二维材料系统，我们讨论了这种整体优化的机会。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale imaging of graphene nanoribbons on graphene after polymer-free substrate transfer
Universidad de Granada（格拉纳达大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）；University of Bern（伯尔尼大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
本研究利用STM/STS表征无聚合物湿法转移至石墨烯基底后的9-AGNRs，发现扶手椅型纳米带保持结构完整性而修饰边缘拓扑发生改变，并揭示费米能级对齐差异，为可靠集成原子级精确GNRs提供框架。
2025-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
