A facile process for soak-and-peel delamination of CVD graphene from substrates using water
我们展示了一种简单的技术，以转移CVD生长的石墨烯从铜和铂基板使用浸泡剥离分层技术，仅利用热去离子水。化学蚀刻剂的缺乏导致更清洁的CVD石墨烯膜最小化无意掺杂，如拉曼和电学测量所证实的。该方法允许基底的再利用，因此能够使用取向的基底来生长更高质量的石墨烯，并且是用于大面积生产的固有的廉价和可扩展的方法。
2013-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Mono-, bi- and tri- graphene layers deposited on conductive Au/Cr/SiO2/Si substrate studied by scanning tunnelling spectroscopy
石墨烯器件需要与金属，特别是与金的电接触。对沉积在金属导电Au/Cr/SiO2/Si衬底上的单、双和三石墨烯层进行的电子局域态密度的扫描隧道光谱研究表明，金衬底导致费米能级向下移动，这意味着空穴由金属衬底贡献给石墨烯，石墨烯变成p型掺杂。这些实验结果与最近发表的密度泛函理论计算结果符合得很好。狄拉克点的估计位置表明，石墨烯层数越多，观察到的费米能级位移越低。
2008-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Crystal orientation relation and macroscopic surface roughness in hetero-epitaxially grown graphene on Cu/mica
石墨烯电子产品对衬底上的清洁、平坦和取向识别的石墨烯有很高的需求。在这项研究中，异质外延石墨烯生长Cu（111）/云母（001）的化学气相沉积进行了研究，以检查的适用性，顶栅绝缘体的石墨烯的研究，以及石墨烯沟道的研究，通过转移到SiO2/Si衬底。在调整石墨烯生长条件后，石墨烯/Cu/云母衬底的表面粗糙度和平均光滑面积分别为~0.34 nm和~100 um 2。石墨烯/Cu/云母衬底中石墨烯的取向可以通过Cu的六方空隙形态来识别。此外，我们证明了相对较高的迁移率~4500 cm ~ 2 V-1 s-1的石墨烯转移到SiO2/Si衬底上。这些结果表明，本发明的石墨烯/Cu/云母衬底可用于石墨烯上的顶栅绝缘体研究。
2014-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Spectro-microscopy of single and multi-layer graphene supported by a weakly interacting substrate
我们报告的电子结构和表面形貌的剥离石墨烯绝缘基板上使用角分辨光电发射和低能电子衍射测量。我们的研究结果表明，尽管剥离的石墨烯在微观上是波纹状的，但价带保留了无质量的费米色散，费米速度约为10^6 m/s。我们观察到的形态和电子结构之间的密切关系，这表明，控制石墨烯和支撑衬底之间的相互作用是至关重要的石墨烯器件的应用。
2008-06-02 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
Substrate-assisted nucleation of ultra-thin dielectric layers on graphene by atomic layer deposition
我们报告了在单层石墨烯上通过非籽晶原子层沉积生长的Al 2 O3薄膜的润湿性的大的改善，而不产生点缺陷。这种增强的润湿是通过使用由下面的金属衬底在石墨烯表面上诱导的极性陷阱来大大增加成核密度来实现的。然后通过标准方法将所得的Al 2 O3/石墨烯叠层转移到SiO2。
2014-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Graphene on insulating crystalline substrates
我们表明，有可能通过标准技术（机械剥离、光学和原子力显微镜）在晶体衬底（如SrTiO $_3$、TiO $_2$、Al $_2$ O $_3$和CaF $_2$）上制备和识别石墨烯的超薄片。在所考虑的衬底上，我们发现单层、双层和少层石墨烯和石墨薄片的分布与常规SiO $_2$衬底相似。通过计算电介质表面上的二维金属片的光学性质来确定这些基底中的任一个上的单个石墨烯层的光学对比度$C$，其产生$C=$ ~-1.5%（G/TiO $_2$）和$C=$ ~-8.8%（G/CaF $_2$）之间的值。这种对比度与实验数据相当吻合，足以使光学显微镜的鉴定成为可能。石墨烯层以地毯状模式覆盖晶体衬底，并且通过原子力显微镜测定的任何晶体衬底上的单层石墨烯的高度为$d_{SLG}=0.34$ nm，因此远小于SiO $_2$上的高度。
2009-11-05 cond-mat.mtrl-sci
One Side-Graphene Hydrogenation (Graphone): Substrate Effects
最近对石墨烯氢化过程的研究表明，氢化通过岛状生长域发生，然而基底如何影响氢化动力学和/或斑图形成尚未得到适当的研究。在这项工作中，我们已经解决了这些问题，通过完全原子反应分子动力学模拟。我们研究了石墨烯膜在不同基底（石墨烯、少层石墨烯、石墨和铂）上的氢化（单侧氢化，所谓的石墨烯结构）的结构和动力学方面。我们的研究结果还表明，所观察到的氢化速率是非常敏感的基板类型。对于所有调查的情况下，氢化碳原子的最大部分是铂基板。我们的研究结果还表明，一个显着的随机分布的H团簇的形成过程中的早期阶段的氢化过程中，无论基板的类型和温度。这些结果表明，类似于石墨烷的形成，大的完美的石墨烯样域是不可能形成的。这些发现是特别重要的，因为实验已经表明，团簇形成影响氢化石墨烯中的电子传输性质。
2016-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Graphene growth and properties on metal substrates
石墨烯-金属界面作为一种有趣的石墨烯基物体，无论从应用还是基础科学的角度都受到了广泛的关注。本文对石墨烯-金属界面的生长和电子性质的实验研究进行了综述。这项工作将大量的实验和理论数据联系起来，使人们能够理解金属衬底对石墨烯覆盖层电子特性的影响，以及如何以可控的方式修改其特性。展望了石墨烯-金属界面的研究和应用前景。
2015-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition of carbon nanotubes on monolayer graphene substrates: reduced etching via suppressed catalytic hydrogenation using C2H4
在大多数设想的应用中，充分利用石墨烯-碳纳米管（CNT）结构需要在CNT生长步骤期间保持石墨烯层的完整性。在这项工作中，我们展示了一种控制CNT在石墨烯衬底上生长的方法，其中源烃分解和碳饱和到催化剂纳米颗粒中并从催化剂纳米颗粒沉淀之间的反应平衡向CNT生长而不是石墨烯消耗转移。通过利用C2 H4原料，我们证明了这种气体允许的低温生长抑制了不期望的催化氢化，并显著减少了石墨烯层的蚀刻，以显示具有连续的、未损坏的结构的石墨烯-CNT混合物。
2013-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized bandgap of graphene induced by alternative chemisorption with MgO (111) substrate
采用第一性原理计算方法，研究了O-端（rt 3 x rt 3）MgO（111）在石墨烯上的衬底效应.令人惊讶的是，石墨烯可以变成自旋极化的半导体，这意味着可以产生完全自旋极化的电流，并且还可以控制其开/关切换。自旋极化能带结构的起源是由于MgO（111）衬底诱导的交替sp2-sp3共价键导致的自旋有序。结果表明，定制的化学吸附模式可以是高效的或将完全自旋极化电流引入石墨烯。
2013-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Properties of heavy rare-gases adlayers on graphene substrates
利用分子动力学研究了重稀有气体Ne、Ar、Kr、Ar和Rn在石墨烯衬底上的吸附特性。我们收集了Ne和Kr吸附层的公度固体的证据，其中之一是由吸附原子的最近邻距离的典型行为给出的。比热和熔化温度进行了计算，都表明连续熔化的所有重贵气体的研究。我们还确定了吸附层和基底之间的距离。
2015-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Visibility study of graphene multilayer structures
从理论和实验两方面研究了石墨烯片在不同类型衬底上的可见性。虽然单层石墨烯在光学显微镜下可以在各种类型的衬底上观察到，但当它直接放置在大多数半导体和金属衬底上时是不可见的。我们表明，涂层的抗蚀剂层具有最佳的厚度是一种有效的方法，以提高各种类型的基板上的石墨烯的对比度，并使单层石墨烯在大多数半导体和金属基板上可见。在石英和镀NiFe的Si衬底上进行了实验验证。所获得的结果将有助于在电子学、自旋电子学和光电子学应用的各种类型的衬底上制造基于石墨烯的器件。
2008-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Properties of Bilayer and Trilayer Graphene on Metal Substrates
制备石墨烯的一种流行方法是通过化学气相沉积在过渡金属基底上生长它们。采用色散修正的密度泛函理论，首次系统地研究了金属基底上双层和三层石墨烯的界面性质.揭示了三种类型的界面结构。B（T）LG在Al、Ag、Cu、Au和Pt基底上的吸附是弱的物理吸附，但可以打开带隙。B（T）LG在Ti、Ni和Co衬底上的吸附是强化学吸附，TLG的两个非接触层打开了一个对堆叠不敏感的带隙。B（T）LG在Pd衬底上的吸附是一种较弱的化学吸附，未接触层有一个带隙开放。由于不可避免的石墨烯/金属接触，这一基础研究也有助于B（T）LG器件的研究。
2013-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Flexible transistors exploiting P3HT on paper substrates and graphene oxide films as gate dielectrics: proof of concept
在本文中，我们报告：GO在水溶液中作为栅极介电材料的用途，其在基于有机半导体的MOS晶体管中的应用，以及纸作为衬底材料的用途。
2013-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Molecular beam growth of graphene nanocrystals on dielectric substrates
我们证明了石墨烯纳米晶体的生长，采用固体碳源的分子束方法，可以用于不同类别的大面积电介质基板。拉曼光谱和近边X射线吸收精细结构光谱的表征揭示了纳米晶体中的sp2杂化六方碳晶格。较低的生长速率有利于在所有研究的衬底上形成更高质量、更大尺寸的多层石墨烯微晶。的表面形态是由下面的基板和石墨单层台阶的粗糙度通过环境扫描隧道显微镜观察。
2012-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Graphene on Silicon toward Graphene-Silicon Fusion Electronics
石墨烯是一个有希望的竞争者，以接替硅在电子领域的宝座。为了实现这一目标，应该开发石墨烯在衬底上的大规模外延生长。在沿着这条线的各种方法中，通过表面层的热分解在SiC衬底上外延生长石墨烯已经证明其在质量和工艺可靠性方面都非常令人满意。通过调整石墨烯/SiC界面结构，甚至可以调制石墨烯的结构性质和电子性质。然而，这种SiC上石墨烯技术的挑战是放弃成熟的Si技术和SiC块状晶体的高生产成本。在这里，我们证明了在硅衬底上形成的外延石墨烯是可能的，通过石墨化外延SiC薄膜形成在硅衬底上。这种硅基石墨烯（GOS）方法使我们能够在Si衬底上形成大面积有序sp2碳网络薄膜，并基于该结构制造电子器件。
2010-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of edge-functionalized zigzag graphene nanoribbons on SiO2 substrate
基于第一性原理计算，研究了SiO2衬底上边缘功能化锯齿型石墨烯纳米带的电子性质. ZGNRs的金属或半导体性质是由于边缘氢化ZGNRs和不同的SiO2（0001）表面之间的各种相互作用而揭示的。修饰ZGNR的二价官能团充当ZGNR的活性边缘与SiO2之间的桥梁。这些官能团稳定了基底上的ZGNRs，以及修改ZGNRs的边缘状态，并进一步影响其电子性质。由于边态破坏和晶格畸变，ZGNR的带隙被打开。
2011-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of edge-functionalized zigzag graphene nanoribbons on SiO2 substrate-v2
基于第一性原理计算，研究了SiO2衬底上边缘功能化锯齿型石墨烯纳米带的电子性质. ZGNRs的金属或半导体性质是由于边缘氢化ZGNRs和不同的SiO2（0001）表面之间的各种相互作用而揭示的。修饰ZGNR的二价官能团充当ZGNR的活性边缘与SiO2之间的桥梁。这些官能团稳定了基底上的ZGNRs，以及修改ZGNRs的边缘状态，并进一步影响其电子性质。由于边态破坏和晶格畸变，ZGNR的带隙被打开。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Active bialkali photocathodes on free-standing graphene substrates
石墨烯的六方结构使其具有不透气性，这激发了其新应用的研究：电子加速器中半导体光电阴极的保护。这些材料通过与来自主光注入器的局部不完美真空环境的污染相关的多种机制而对效率的降低极其敏感。少层石墨烯已被预测允许受保护的光电阴极表面的修改的光电发射响应，并且最近在铜上的单层石墨烯的实验已经开始证实这些预测用于单晶金属光电阴极。与金属光电发射器不同，超薄石墨烯阻挡膜与常规半导体光电阴极生长工艺的集成并不简单。解决这一挑战的第一步是在超薄自立式石墨烯衬底上生长技术相关的高量子效率双碱光电阴极。在独立石墨烯上生长光阴极提供了整合这两种材料并研究它们相互作用的机会。具体而言，石墨烯基板上生长的阴极的光谱响应特性和光电发射稳定性进行比较，建立基板上沉积的那些。此外，我们观察到的石墨烯封装的双碱光电阴极表面的功函数的增加，这是我们的计算预测。这些结果提供了在独立衬底上的双碱光电阴极的独特演示，并表明了我们制造高性能石墨烯封装光电阴极的目标的希望，该光电阴极具有用于加速器应用的增强的寿命。
2017-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Determining Graphene Adhesion via Substrate-regulated Morphology of Graphene
了解石墨烯和其他材料之间的粘附对于在电子设备和纳米复合材料中实现更可靠的石墨烯应用至关重要。然而，石墨烯的超薄轮廓对使用常规方法直接测量其粘附性质提出了重大挑战。我们发现，在具有图案化表面的柔性衬底上的石墨烯的形态与石墨烯-衬底粘附力之间存在很强的相关性。我们建立了一个分析模型来定量地确定这种强相关性。结果表明，取决于石墨烯-基底粘附力、石墨烯层数和基底刚度，石墨烯表现出两种不同类型的形态：I）石墨烯保持键合到基底并波纹化到高达基底表面图案的振幅; II）石墨烯从基底脱键并在基底表面图案的顶部保持平坦。这两种类型的石墨烯形态之间的急剧转变发生在石墨烯与顺应性基底材料之间的临界粘附力处。这些结果可能为测量石墨烯的粘附性能开辟了一条可行的途径。
2011-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hunting micrometer-sized graphene flakes on gold substrate
金由于其优异的光电性能和化学稳定性而被广泛用作许多石墨烯器件中的衬底材料。然而，有很少的实验研究的光学对比度的石墨烯薄膜上的金基板。在这里，我们报告准确测量的光学对比度光谱的几层石墨烯片散装金。我们使用具有100倍放大倍数的物镜的高分辨率光学显微镜，精确地确定横向尺寸小至1微米的薄片厚度，这在许多应用中是非常需要的。实验结果与理论计算吻合良好，并得到了拉曼光谱和原子力显微镜的证实。此外，我们证明，光学对比光谱是足够灵敏的检测亚单层空气中的碳氢化合物分子的吸附，这可以揭示石墨烯是否被污染，并打开了机会，开发小型化和超灵敏的分子传感器。
2018-01-17 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
Electric fields and substrates dramatically accelerate spin relaxation in graphene
理论上，石墨烯中的电子保持自旋状态的时间比大多数材料长得多，这使得石墨烯成为自旋电子学和量子信息技术的一个有前途的平台。在这里，我们使用第一性原理密度矩阵（FPDM）动力学模拟表明，与电场和基板的相互作用强烈增强自旋弛豫通过散射声子。因此，室温下的弛豫时间从独立石墨烯中的微秒减少到六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯中的纳秒，这是通常在实验中测量的数量级。此外，反转对称性破缺hBN引入了更强的不对称性的电子和空穴的自旋寿命，比传统的D 'yakonov-Perel'（DP）自旋弛豫模型预测。偏离传统的DP模型更强的面内自旋弛豫，导致面外到面内的寿命比远大于1/2，最大值接近狄拉克点。这些FPDM的结果，独立于特定的假设或材料依赖的参数，也验证了最近修改的DP模型，以解释这种偏差。总体而言，我们的研究结果表明，在衬底的存在下，自旋-声子弛豫可能是更重要的石墨烯比通常假设，需要考虑在室温下基于石墨烯的自旋技术。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial compression of centimeter scale graphene on strictly 2D substrate
研究了厘米级石墨烯在水面上的双轴压缩特性。在这个平台内，我们报告了石墨烯的全应力-应变压缩，识别弹性和塑性形变。杨氏模量遵循比例定律，并且比通常报道的微米级石墨烯样品的值低两个数量级。这样的结果有力地证实了石墨烯-以其非常自然的形式-缺乏任何内在的弹性参数。石墨烯晶格的不同功能化/操作不同地影响石墨烯的力学;特别是探索了sp3杂化和结晶空隙对石墨烯屈服强度的影响。本文首次观察到，石墨烯的褶皱伴随着褶皱的逐渐产生和转变，从而在石墨烯中产生粘弹性。此外，我们报告了一个特殊的石墨烯晶格的形态和应变的分布之间的相关性。
2021-04-04 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
Snap-through instability of graphene on substrates
我们确定的石墨烯形态与人字形和棋盘格表面波纹基板调节。随着石墨烯/基底界面结合能和基底表面粗糙度的变化，石墨烯形态在两种不同状态之间突变：1）紧密贴合基底和2）在基底上保持几乎平坦。石墨烯的这种突穿不稳定性可以潜在地导致期望的电子性质以实现基于石墨烯的器件。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free-standing bialkali photocathodes using atomically thin substrates
我们报道了高量子效率（QE）双碱金属锑化物K2 CsSb光电阴极在石墨烯薄膜上的成功沉积。这些结果为最终目标铺平了道路，即用原子级薄的保护层封装加速器技术的技术相关光电阴极，以提高寿命，同时最大限度地减少QE损失。在~3.1 eV（405 nm）处17%的QE是迄今为止在石墨烯衬底上报道的最高值，并且与在不锈钢和镍参考衬底上获得的QE相当。石墨烯上的光电阴极的光谱响应表现出K2 CsSb的特征，包括在~2.5 eV处的特征吸收。基于X射线荧光（XRF）和X射线衍射（XRD）的材料表征表明，沉积在石墨烯上的这些光电阴极的组成和晶体质量与沉积在参考衬底上的光电阴极相当。在自由悬浮的石墨烯和石墨烯涂覆的金属衬底上的K2 CsSb的光学计算和QE测量之间的定量一致性进一步证实了光电阴极和石墨烯之间的高质量界面。最后，通过拉曼光谱表征的QE和石墨烯质量之间的相关性表明，石墨烯膜中原子缺陷的密度较低导致沉积的K2 CsSb光电阴极的QE较高。
2019-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of graphene substrate on the spectroscopic properties of photovoltaic molecules: role of the in-plane and out-of-plane pi-bonds
采用密度泛函理论研究了偶极基团修饰并五苯（d-并五苯）吸附在石墨烯基底上的电子结构.考虑了三种参考构型，即无畸变的理想分子、包括分子内畸变的实际分子和吸附在石墨烯上的分子。计算表明，由于分子扭曲，以及在分子和衬底之间形成弱的$π$ -键，d-并五苯+石墨烯系统内的电荷重新分布明显。此外，通过-OH和=O对-H末端饱和度的化学修饰的效果被检查，以探索“能级工程”的可能性。在无规相近似下，计算了d-并五苯在理想构象和畸变构象以及吸附在石墨烯上的分子的介电函数虚部。结果表明，尽管分子畸变显著改变了孤立d-并五苯的吸收光谱，但吸附分子表现出的光谱与单个石墨烯的光谱非常相似。
2016-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-regulated morphology of graphene
我们描绘了一个一般的理论框架，以确定通过能量最小化的衬底调控的石墨烯形态。然后，我们应用这样的框架来研究周期性的表面凹槽衬底上的石墨烯形态。取决于基底表面粗糙度和石墨烯-基底界面结合能，石墨烯的平衡形态在1）紧密贴合基底至2）在基底上保持平坦的范围内。有趣的是，在某些情况下，石墨烯形态在上述两个极限状态之间发生突变。我们的定量结果设想了一种很有前途的策略，以精确控制大面积的石墨烯形态。基底调节的石墨烯形态的丰富特征（例如，突变不稳定性）可以潜在地导致功能性石墨烯器件部件的新设计概念。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local anodic oxidation on hydrogen-intercalated graphene layers: oxide composition analysis and role of the silicon carbide substrate
我们研究了纳米级局部阳极氧化（LAO）的氢插层石墨烯生长的碳化硅（SiC）的控制升华。扫描探针显微镜（SPM）被用作光刻和表征工具，以调查的纳米制造结构的局部性能。石墨烯氧化过程后观察到的异常厚度与LAO对衬底的影响有关。显微拉曼光谱被用来证明存在两个氧化制度取决于所施加的偏压。我们表明，部分和全部单层石墨烯的蚀刻可以通过调整偏置电压在LAO。最后，通过扫描电子显微镜和能量色散谱（EDS）实现了完整的组成表征。
2018-05-02 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
Semiconducting graphene from highly ordered substrate interactions
虽然已经提出了许多方法来生产半导体石墨烯，但从未证明过显著的带隙。原因在于，不管理论上的间隙形成机制如何，亚纳米尺度的无序阻止了打开石墨烯中的间隙所必需的手征对称性破坏。在这项工作中，我们第一次证明了可以通过外延生长制备2D半导体石墨烯薄膜。使用改进的生长方法，我们通过直接能带测量表明，可以在SiC（0001）表面上生长的第一石墨烯层中产生大于0.5 eV的带隙。这项工作表明，秩序，在其他石墨烯系统中仍然缺乏的属性，是生产电子可行的半导体石墨烯的关键。
2015-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Three-Dimensional Nanoporous Graphene Substrate for Surface-Enhanced Raman Scattering
以纳米多孔铜为催化剂，采用化学气相沉积法制备了三维纳米多孔石墨烯薄膜。所得的纳米多孔石墨烯具有与下面的铜基板相同的平均孔径。我们的表面增强拉曼散射（SERS）的调查表明，石墨烯的纳米孔隙率显着提高了石墨烯作为基板的SERS效率相比，平面石墨烯基板。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of substrate temperature at graphene synthesis in arc discharge
研究了在电弧放电等离子体中合成石墨烯所需的衬底温度。结果表明，铜衬底温度升高至熔点导致石墨烯产量和石墨烯片质量的增加。确定了适合于电弧法制备石墨烯的衬底温度范围，该温度范围较窄，约为1210-1340 K。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
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
Substrate Sensitive Mid-Infrared Photoresponse in Graphene
我们报告中红外光电流光谱的石墨烯纳米阵列上的二氧化硅显示双重签名的基板相互作用。首先，石墨烯等离子体激元和介电表面极性声子的混合极化激元模式在石墨烯中产生热光电流，其具有可通过栅极电压、纳米晶宽度和光偏振来调谐的光谱特征。其次，激发与衬底相关的声子极化激元，这间接加热石墨烯，导致具有固定光谱特征的石墨烯光电流。其他常用衬底的模型表明，石墨烯红外光电探测器的响应度可以通过选择衬底来定制特定的中红外频带。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Effect of substrate modes on thermal transport in supported graphene
我们使用分子动力学模拟研究了SiO2支撑的石墨烯中的热输运。由于弯曲声学（ZA）声子的阻尼，与衬底的耦合将支撑的石墨烯的热导率（TC）降低了一个数量级。然而，与预期相反，增加石墨烯与基底相互作用的强度会增强负载石墨烯的TC。这种增强是由于石墨烯ZA模与衬底瑞利波的耦合，这使色散线性化并增加了杂化模的群速度。这些发现表明，二维支撑石墨烯的TC是可调的，通过表面相互作用，提供了一种新的可能性，在纳米材料中的控制能量流。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Molecular Mechanics Study of Morphologic Interaction between Graphene and Si Nanowires on a SiO2 Substrate
在本文中，我们研究了石墨烯和硅纳米线在二氧化硅衬底上的形态相互作用，使用分子力学模拟。考虑两种情况：1）在SiO2衬底上由单个Si纳米线插层的石墨烯纳米颗粒，和2）在SiO2衬底上由平行均匀图案化的Si纳米线阵列插层的毯覆石墨烯薄片。从这两种情况的模拟结果中出现了各种石墨烯形态，其被示出取决于两种几何参数（例如，石墨烯纳米线宽度、纳米线直径和纳米线间距）和材料性质（例如，石墨烯-纳米线和石墨烯-基底结合强度）。虽然本研究中原子级分辨率的定量结果可以进一步用于确定石墨烯在形态调控下的电子性质变化，但本研究的定性理解可以扩展到帮助探索其他材料系统中的石墨烯形态。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition of Graphene on a Substrate to a Semimetallic State
衬底上的石墨烯已经显示出表现出从零能隙半导体状态到半金属状态的转变，这取决于衬底材料。在无规相位近似下计算了电子（空穴）气的基态能量。
2008-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Patterning graphene nanostripes in substrate-supported functionalized graphene: A promising route to integrated, robust, and superior transistors
量子力学约束的石墨烯体系在场效应晶体管中具有广阔的应用前景。高稳定性、优越的性能和大规模集成是石墨烯晶体管实际应用面临的主要挑战。我们的adatom-graphene相互作用的理解结合在纳米纤维技术的最新进展表明，非常稳定和高质量的石墨烯纳米带可以集成在衬底支持的功能化（氢化或氟化）石墨烯使用电子束光刻。我们还提出，在晶体管中平行化一对石墨烯纳米带对于实际应用来说应该是优选的，这对于基于石墨烯纳米带的晶体管也是非常有用的。
2012-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Do CVD grown graphene films have antibacterial activity on metallic substrates?
石墨烯的抗菌活性的准确评估需要考虑石墨烯的制造方法，以及对于支撑膜，衬底的性质。通过化学气相沉积产生的大面积石墨烯膜直接生长在铜基底上或转移到金基底上，并评估它们对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性细菌大肠杆菌的活力和增殖的影响。当它们在完全覆盖金基底的石墨烯膜上生长时，两种细菌物种的活力和增殖都没有受到影响，这表明导电性对细菌活力没有作用，石墨烯对S没有抗菌活性。aureus和E.杆菌另一方面，当石墨烯涂覆铜基底时，观察到抗菌活性，这是由于杀菌铜离子的释放与石墨烯表面覆盖成反比。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Conductivity of graphene on boron nitride substrates
本文从理论上计算了六方氮化硼（h-BN）衬底上单层和双层石墨烯的无序限制电导率，并与最近的实验结果进行了比较。该比较导致直接定量估计h-BN系统上石墨烯中短程和长程无序的潜在无序强度。我们发现，与相应的SiO $_2$衬底相比，石墨烯和h-BN之间良好的界面质量导致了对带电杂质散射的强烈抑制，从而使石墨烯在h-BN系统上产生了非常高的迁移率。
2010-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of substrate on interaction of water molecules with graphene oxide and reduced graphene oxide
研究了在可控湿度环境下金属（Pt）和绝缘（Si3N4）衬底上氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）的局域电子性质。我们证明，支持基板起着至关重要的作用，这些材料与水的相互作用，与铂使GO和RGO不敏感的湿度变化和环境的变化。另一方面，在Si3N4基材的情况下，证明了GO和RGO之间相对于湿度变化的显著差异，表明RGO在约60%R.H和约30%R.H下完全覆盖水。对于GO。无论衬底如何，GO和RGO都表现出它们的电子性质对材料厚度的相对独立性，当经受湿度变化时，对于1层、2层和3层观察到类似的趋势。这表明材料厚度在基于GO的湿度传感器中的作用相对较小。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Buckling of Graphene Layers Supported by Rigid Substrates
我们制定了一个非线性连续模型的石墨烯片支撑的一个平坦的刚性基板。所述片材平行于所述基底并且被加载在一对相对的边缘上。一个典型的横截面的片材被建模为一个弹性。我们使用基本技术从分叉理论研究如何屈曲的片材取决于边界条件，基板的组成，和片材的长度。我们还提出了数值结果，说明卡扣屈曲的片材。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Substrate limited electron dynamics in graphene
我们研究了可极化衬底如SiO2和SiC对石墨烯中载流子动力学的影响。我们发现，准粒子光谱获得了有限的加宽，由于长程相互作用的极性模式之间的界面处的石墨烯和衬底。该机制导致密度依赖性电阻率，其在室温附近表现出急剧增加，其中其可以成为电子输运的主要限制因素。在掺杂的双层石墨烯中，由于更常规的抛物线带色散，该效应较弱。
2007-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Mismatch Strain and Substrate Surface Corrugation on Morphology of Supported Monolayer Graphene
氧化物衬底上的石墨烯单层已经被证明具有优异的电荷迁移率和热传输，用于潜在的器件应用。形貌的改变对石墨烯的输运性质有很大的影响。在本文中，我们从理论上分析了氧化物衬底上的石墨烯单层的形态稳定性，受到范德华相互作用和面内失配应变。首先，我们定义的平衡分离和界面粘附能作为两个关键参数，表征一个平坦的单层和一个平坦的基板表面之间的范德华相互作用。通过微扰分析，预测了临界压缩失配应变，超过该临界压缩失配应变，石墨烯单层经历应变诱导的不稳定性，在完全平坦的表面上形成具有增加的振幅和减小的波长的波纹。当衬底表面不完全平坦时，石墨烯的形态取决于表面反射的振幅和波长。预测从共形（波纹状）到非共形（平坦）形态的过渡。分析了衬底表面粗糙度对石墨烯平衡平均厚度和界面结合能的影响。此外，通过考虑衬底表面的应变和失配应变，人们发现，而拉伸失配应变降低石墨烯的应变幅度，波纹衬底表面促进应变诱导的不稳定性下的压缩应变。这些理论结果表明，通过表面图案化和应变工程来控制氧化物衬底上的石墨烯单层的形态的可能手段。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying suitable substrates for high-quality graphene-based heterostructures
我们报告了一项扫描共聚焦拉曼光谱研究，该研究调查了大量不同衬底材料上的高质量化学气相沉积（CVD）石墨烯基异质结构的应变均匀性和整体应变和掺杂，这些衬底材料包括六方氮化硼（hBN）、过渡金属二硫属化物、硅、不同的氧化物和氮化物以及聚合物。通过对CVD石墨烯应用hBN辅助的、无污染的干法转移工艺，组装了具有低掺杂密度和低应变变化的高质量异质结构。这些原始异质结构的拉曼光谱对衬底诱导的掺杂和应变变化敏感，因此用于探测衬底材料对潜在高质量石墨烯器件的适用性。我们发现，衬底材料的平整度是获得或保持高质量石墨烯的关键因素。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene morphology regulated by nanowires patterned in parallel on a substrate surface
利用能量最小化方法，定量地确定了由在衬底表面上平行图案化的纳米线调节的石墨烯形态。所示的调控石墨烯形态是由纳米线直径，纳米线间距和石墨烯和下面的纳米线和基板之间的界面结合能。我们展示了两个代表性的调控石墨烯形态，并确定了纳米线间距，纳米线直径和界面结合能的临界值，在这两个代表性的形态之间的石墨烯开关。有趣的是，我们确定了一个经验公式，该公式将临界纳米线间距、临界界面结合能和纳米线直径关联起来，与全尺寸模拟结果非常一致。本研究的结果提供了纳米结构设计的指导方针，以实现所需的石墨烯形态，通过调节与接近石墨烯的原子特征尺寸的分辨率。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Substrates for High Mobility Chemical Vapor Deposited Graphene
化学气相沉积（CVD）石墨烯通常作为石墨烯器件制造的可扩展解决方案呈现，但迄今为止，这种石墨烯表现出比通过剥离产生的石墨烯更低的迁移率。使用氮化硼底层，我们实现了高达37，000 cm^2/Vs的迁移率，比通常报道的CVD石墨烯高一个数量级，并且优于大多数剥离的石墨烯。该结果表明，可扩展的高迁移率CVD石墨烯的障碍不是生长技术，而是选择使载流子散射最小化的衬底。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic inhomogeneities in graphene: the role of the substrate interaction and chemical doping
我们使用扫描探针显微镜技术探测石墨烯在纳米尺度上的电子性质的局部不均匀性。首先，我们重点研究了氧化硅上剥离的石墨烯样品中石墨烯-基底相互作用引起的电子不均匀性。我们发现，带电杂质，存在于石墨烯基板界面，扰动载流子密度显着改变石墨烯的电子性质。这一发现有助于理解通常在石墨烯基电子器件中观察到的器件间变化。其次，我们探讨了化学改性对石墨烯电子性质的影响，石墨烯是通过化学气相沉积在镍上生长的。我们发现，氢的化学吸附和卟啉分子的物理吸附都强烈地抑制了低偏压下的电导，表明石墨烯中的带隙的开放，为石墨烯的电子性质的化学工程铺平了道路。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate-Modulated Reductive Graphene Functionalization
用λ-碘烷对机械剥离的单层和双层石墨烯进行共价官能化，发现负载在SiO2基底上的单层比双层具有更高的反应性，这一点通过统计拉曼光谱/显微镜得到证实。支持DFT计算，我们表明，ditopic加数绑定导致更稳定的产品比相应的单调反应，由于低得多的晶格应变的反应产物。衬底的化学性质（石墨烯与SiO2）起着至关重要的作用。14858 -14862。
2018-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
