I. L. Drichko, I. Yu. Smirnov, Yu. M. Galperin, P. A. Dementev, M. G. Rybin
Contactless acoustic methods were used to determine electrical parameters - electrical conductivity, carrier mobility and their concentration - in single-layer graphene deposited on the surface of lithium niobate.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Combined electrical transport and capacitance spectroscopy of a ${\mathrm{MoS_2-LiNbO_3}}$ field effect transistor
我们测量了$\mathrm{MoS_2-LiNbO_3}$场效应晶体管的电流-电压（$V_\mathrm{GS}$）和电容-电压（$C$）特性。从测得的电容，我们计算出的电子表面密度，并表明，其栅电压的依赖关系如下的理论预测从二维自由电子模型。该模型允许我们在$V_\mathrm{GS}$的\emph{entire range}上拟合测量的$I_\mathrm{SD}$-$V_\mathrm{GS}$特性。结合这个实验结果与测量的电流-电压特性，我们确定了场效应迁移率作为栅极电压的函数。我们表明，对于我们的设备，这种改进的组合方法产生显着更小的值（超过4倍）的电子迁移率比传统的分析的电流-电压特性。
Independent dynamic acousto-mechanical and electrostatic control of individual quantum dots in a LiNbO$_{3}$-GaAs hybrid
我们演示了单量子点发射线的调谐由射频表面声波的动态声场和静态电场的联合作用。这两个调谐参数都是在LiNbO $_{3}$ -GaAs混合器件中全电设置的。在强压电LiNbO $_{3}$上直接激发声表面波，并在其上外延转移了含有单层量子点的GaAs基p-i-n光电二极管。我们演示了动态光谱调谐带宽超过3毫电子伏的单量子点发射线由于变形势耦合。动态频谱振荡的中心能量可以通过设置施加到二极管的偏置电压来独立编程。
SU-8 clamped CVD graphene drum resonators
石墨烯机械谐振器是最终的二维纳米机电系统（NEMS），在传感和信号处理中有应用。虽然最初的设备已经显示出有希望的结果，但理想的石墨烯NEMS谐振器应该是应变工程的，在边缘处夹紧而不会在下面捕获气体，并且是电集成的。在这封信中，我们演示了圆形SU-8聚合物钳位化学气相沉积（CVD）石墨烯鼓谐振器的制造和直接电气测量。箝位增加了器件的良率和响应度，同时从消除的边缘模式提供更干净的谐振频谱。此外，这种谐振器是高度应变，表明其在应变工程的性能增强的潜力。
Electrically Tunable Magnetoconductance of Close-Packed CVD Bilayer Graphene Layer Stacking Walls
本文研究密排CVD双层石墨烯层堆叠壁中量子谷霍尔通道的相互作用，发现不同应变源可形成分离良好与密排的LSW，并证明密排LSW束具有电可调磁电导，为可编程量子输运平台提供新途径。
30 GHz optoelectronic mixing in CVD graphene
我们报道了一种基于化学气相沉积石墨烯的光电混合器。我们的设备包括在一个共面波导，集成了石墨烯通道，钝化与原子层沉积的Al2O3膜。利用这种新结构，首次展示了商用石墨烯中的30 GHz光电混合。特别是，使用30 GHz的强度调制的光信号和29.9 GHz的电信号，我们显示频率下变频到100 MHz。这些结果在雷达和无线电通信系统的光电子学领域打开了有前途的前景。
Producing and manipulating graphene on fab-compatible scale, while maintaining its remarkable carrier mobility, is key to finalize its technological application. We show that a large-scale approach (chemical vapor deposition on Cu followed by polymer-mediated semi-dry transfer) yields single-layer graphene crystals fully comparable, in terms of electronic transport, to micro-mechanically exfoliated flakes. hBN is used to encapsulate the graphene crystals $-$ without taking part to their detachment from the growth catalyst $-$ and study their intrinsic properties in field-effect devices. At roo…
To realize the applicative potential of 2D twistronic devices, scalable synthesis and assembly techniques need to meet stringent requirements in terms of interface cleanness and twist-angle homogeneity. Here, we show that small-angle twisted bilayer graphene assembled from separated CVD-grown graphene single-crystals can ensure high-quality transport properties, determined by a device-scale-uniform moireé potential. Via low-temperature dual-gated magnetotransport, we demonstrate the hallmarks of a $2.4^\circ$ -twisted superlattice, including tunable regimes of interlayer coupling, reduced Ferm…
Quantum dot transistors based on CVD-grown graphene nano islands
本研究采用无催化剂微波等离子体CVD在SiO₂上直接生长石墨烯纳米岛并制备电极，实现量子点晶体管的低温库仑菱形观测与栅极、隧穿耦合调控。
Quasi-Periodic Nanoripples in Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition and Its Impact on Charge Transport
通过化学气相沉积方法（CVD）合成石墨烯的技术突破为大规模器件应用开辟了巨大的机会。为了改善在铜上生长的CVD石墨烯（Cu-CVD石墨烯）的电性能，最近的努力集中在将这种多晶石墨烯膜的晶粒尺寸增加到100微米和更大。虽然晶粒尺寸的增加以及因此晶界密度的降低预计会大大提高器件性能，但在这里，我们表明Cu-CVD石墨烯的电荷迁移率和薄层电阻已经限制在单个晶粒内。我们发现目前CVD石墨烯的高温生长和湿转移方法导致准周期纳米波纹阵列（NRA）。在这种部分悬浮的石墨烯器件中的电子弯曲声子散射引入了各向异性电荷传输，并对最高可能的电荷迁移率和最低可能的薄层电阻值设置了限制。我们的研究结果为进一步改善CVD石墨烯生长和转移过程提供了指导。
Multi-harmonic Quantum Dot Optomechanics in fused LiNbO$_3$-(Al)GaAs hybrids
我们制作了一个声光半导体混合器件，用于单个量子发射器和表面声波的强光机耦合。我们的器件包括一个表面声波芯片由高压电铌酸锂$_3$和GaAs基半导体薄膜与嵌入层的量子点。采用多谐波换能器，我们产生的声波铌酸锂$_3$在很宽的范围内的射频。我们监测他们的耦合和传播的半导体膜在电学和光学域。我们证明了嵌入的量子点随着频率的增加而增强的光机械调谐。这种效果通过我们的装置几何形状的有限元建模来验证，并且归因于半导体膜内的声场的增加的局部化。对于中等高的声学频率，我们的模拟预测强大的光机耦合，使我们的混合器件非常适合于基于半导体的量子声学应用。
Intrinsic Electrical Transport and Performance Projections of Synthetic Monolayer MoS2 Devices
我们展示了通过化学气相沉积（CVD）生长的单层MoS 2，其输运性质在宽范围的载流子密度（高达~10^13 1/cm^2）和温度（80-500 K）下与最佳剥离器件的输运性质相当。转移长度测量表明，在300 K和实际载流子密度（>2x10^12 1/cm^2）下，SiO2衬底上的单层迁移率约为20 cm 2/V/s。我们还证明了迄今为止报道的最高电流密度（~270 uA/um或44 MA/cm^2），在300 K的80 nm器件从CVD生长的单层MoS 2。使用模拟，我们讨论了单层二硫化钼的改进仍然需要满足低功耗（LP）和高性能（HP）应用的技术路线图要求。这些结果是迈向基于单层半导体的大面积电子学的重要一步。
Understanding and optimising the packing density of perylene bisimide layers on CVD-grown graphene
石墨烯的非共价官能化是一种有吸引力的策略，可以改变石墨烯的表面化学性质，而不会破坏其优异的电学和机械性能。使用简便的方法，水相功能化的大规模CVD生长的石墨烯，我们研究了形成不同的包装密度的自组装单分子膜（SAM）的苝酰亚胺衍生物和相关的基板污染的量。我们能够在转移的CVD石墨烯上在扫描隧道显微镜（STM）中直接观察湿化学沉积的自组装膜，并揭示了密集堆积的二萘嵌苯ad层与垂直于石墨烯基底的核的共轭π系统吸附。石墨烯的非共价官能化的这种阐明对控制其表面化学具有重要意义，并为在环境条件下和大规模进行适应性官能化开辟了新的途径。
Electronic and plasmonic phenomena at graphene grain boundaries
石墨烯是碳原子的二维蜂窝状晶格，在（光）电子学和等离子体激元学中引起极大兴趣，并且可以通过多种制造技术获得，其中化学气相沉积（CVD）是最有希望的技术应用之一。CVD生长的石墨烯的电子和机械性质在很大程度上取决于晶界的特性。然而，这些晶界的物理性质仍然具有挑战性，直接和方便地表征。在这里，我们表明，它是可以可视化和调查的CVD生长的石墨烯使用红外纳米成像技术的晶界。我们利用石墨烯晶界反射和散射的表面等离子体激元，从而引起等离子体激元干涉。通过记录和分析干涉图案，我们可以绘制大面积CVD生长的石墨烯薄膜的晶界，并探测单个晶界的电子特性。定量分析表明，晶界形成电子势垒，阻碍电输运和等离子体传播。这些势垒的有效宽度（~10-20 nm）取决于电子屏蔽，并且其在石墨烯的费米波长的量级上。这些结果揭示了一种微观机制，该机制是CVD生长的石墨烯中观察到的低电子迁移率的原因，并表明在未来基于石墨烯的等离子体电路中使用电子势垒来实现可调谐等离子体反射器和相位延迟器的可能性。
Transport in Nanoribbon Interconnects Obtained from Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition
我们研究了石墨烯纳米管（GNR）的互连从石墨烯化学气相沉积（CVD）生长。我们报告低场和高场的电气测量在很宽的温度范围内，从1.7到900 K。室温迁移率在100至500 cm 2/V/s的范围内，与来自剥离的石墨烯的GNR相当，这表明体缺陷或晶界在小于CVD石墨烯微晶尺寸的器件中几乎不起作用。在高电场下，峰值电流密度受到焦耳加热的限制，但少量的热工程使我们能够达到约2 x 10^9 A/cm 2，这是纳米级CVD石墨烯互连的最高报告。在低于~5 K的温度下，短GNR充当量子点，其尺寸与其长度相当，突出了金属接触在限制传输中的作用。我们的研究说明了CVD生长GNRs的机会，同时揭示了可变性和接触作为未来的挑战。
Tuning Optical Conductivity of Large-Scale CVD Graphene by Strain Engineering
应变工程最近被认为是一种有效的方式来定制石墨烯的电性能。在光学领域，诸如应变诱导的各向异性吸收等效应为石墨烯增加了吸引人的功能，为原子级薄光学元件开辟了前景。事实上，石墨烯目前是可弯曲，薄和便携式电子显示器的强烈驱动力中的显着参与者之一，其中其固有的金属，光学透明和机械坚固的性质是主要优势。考虑到石墨烯单层的固有透明度为97.7%，任何小的、可再现的、可控的和潜在可逆的透明度调制都可能对石墨烯作为可行的透明导电电极产生重大影响。如果调制的程度是偏振相关的，则更是如此。在这里，我们表明，在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上预应变的石墨烯在可见光范围内的透明度表现出作为偏振方向的函数的周期性调制（0.1%），我们将其解释为应变诱导的光学各向异性。各向异性的程度是不同的可逆的外部操纵的水平的预应变。通过光吸收和拉曼光谱独立地监测应变的大小，并且实验观察结果与石墨烯的电子色散中的应变引起的变化所产生的石墨烯的光学电导率的理论预期的修改是一致的。在这项研究中所展示的石墨烯的光学响应的应变灵敏度可以潜在地用于新型超薄光学器件和应变传感应用。
Growth and properties of few-layer graphene prepared by chemical vapor deposition
研究了化学气相沉积法（CVD）制备的少层石墨烯（FLG）的结构、电学、力学和光学性能。原子分辨率透射电子显微镜（TEM）图像显示样品的高度结晶的单层部分改变为其中晶界通过化学键连接的多层域。这表明了两种不同的增长机制。CVD和碳偏析参与了生长过程，并导致了不同的结构形成.厘米尺度上的电学和力学性能的测量提供了大尺度结构连续性的证据：1）在电导率的温度依赖性中，在0 K附近的非零值表明电子输运的金属特征; 2）当用FLG（1.85GPa）覆盖时，原始聚碳酸酯膜的杨氏模量（1.37GPa）显著提高。后者表明FLG涂层的TPa数量级的非凡杨氏模量值。拉曼光谱和光学光谱支持上述结论。该样品可用作柔性透明电极，适用于特殊膜，在高分辨率TEM中检测和研究单个分子。
Resistive Graphene Humidity Sensors with Rapid and Direct Electrical Readout
我们使用单层化学气相沉积（CVD）石墨烯的电阻变化来演示湿度传感，该单层化学气相沉积（CVD）石墨烯放置在Si晶片上的SiO2层的顶部。为了研究传感器对空气中最常见成分的选择性，分别表征了其对水蒸气（H2O）、氮气（N2）、氧气（O2）和氩气（Ar）的信号响应。为了评估1%相对湿度（RH）至96% RH范围内的湿度传感效果，在真空室和大气压下的湿度室中对器械进行了表征。石墨烯湿度传感器的测量响应和恢复时间大约为几百毫秒。采用密度泛函理论模拟进一步研究石墨烯器件对水蒸气的敏感性。这是由于水的静电偶极矩与SiO2衬底中的杂质带之间的相互作用，这反过来又导致石墨烯层的静电掺杂。所提出的石墨烯传感器提供快速响应的直接电读出，并且与基于CMOS的集成电路上的后端线（BEOL）集成兼容。
Temperature dependent transport characteristics of graphene/n-Si diodes
实现石墨烯在Si上的最佳肖特基界面是具有挑战性的，因为电输运强烈依赖于石墨烯质量和制造工艺。这种界面对于集成在不同的电子设备中具有越来越大的研究兴趣，因为它们在所有环境中都是热和化学稳定的，不像标准的金属/半导体界面。我们制造这样的界面与n型硅在环境条件下，发现它们的电特性是高度整流，最小的反向漏电流（$<$ 10 $^{-10}$ A）和整流超过$10^6$。我们提取肖特基势垒高度为0.69 eV的剥离的石墨烯和0.83 eV的CVD石墨烯器件在室温下。温度依赖的电特性表明在石墨烯/n-Si界面处的不均匀性的影响。利用Werner和Güttler提出的势涨落模型对肖特基势垒高度的不均匀性进行了定量分析。
Electrical spin injection into graphene from a topological insulator in a van der Waals heterostructure
全电（无磁性材料）自旋注入是自旋电子学的突出目标之一。拓扑绝缘体（TI）由于其强的自旋-轨道耦合，特别是自旋-动量锁定的拓扑表面态（TSS）支持螺旋自旋极化电流，被认为是一种很有前途的电控自旋源。许多TI材料，例如Bi基硫族化物也是分层的2D材料，并且可以被并入范德华（vdW）耦合异质结构中，从而打开了利用TI用于电自旋注入到其他2D材料中的可能性。在这里，我们证明了螺旋自旋极化电流注入石墨烯通过3D TI在Bi 2 Te 2Se（TI）和化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯之间的机械堆叠的异质结构，使用自旋电位测量。当直流电流从TI流向石墨烯时，我们使用铁磁（FM）探针在TI和石墨烯中检测到显著的阶跃式电压变化（自旋信号）。自旋信号的符号可以通过反转直流偏置电流的方向来反转，并且自旋信号的相应幅度随着偏置电流线性增加，指示TI和石墨烯两者中的电流诱导的螺旋自旋极化。相比之下，当使用FM电极注入自旋时，石墨烯本身表现出通常的非局域自旋阀信号。我们讨论了可能的起源的螺旋自旋极化注入到我们的TI/石墨烯异质结构，可能包括TSS以及自旋轨道耦合Rashba状态的石墨烯。我们的研究结果表明，通过TI的自旋螺旋电流到石墨烯的电注入，并证明TI作为潜在的自旋源，为未来的自旋电子器件，其中自旋操纵实现电。
Chemical vapor deposition (CVD) has been widely adopted as the most scalable method to obtain single layer graphene. Incorporating CVD graphene in planar devices can be performed via well established wet transfer methods or thermal adhesive release. Nevertheless, for applications involving 3D shapes, methods adopted for planar surface provide only a crude solution if a continuous, tear-free, wrinkle-free graphene layer is required. In this work, we present the fabrication and characterization of PDMS-supported 3D graphene probes. To accommodate 3D geometries, we perform CVD on catalysts posses…
Electric and thermoelectric properties of strictly monolayer MoS$_2$ films, which are grown using a novel micro-cavity based CVD growth technique, have been studied under diverse environmental and annealing conditions. Resistance of a thermoelectric device that is fabricated on a continuous monolayer MoS$_2$ layer using photolithography technique has been found to reduce by about six orders of magnitudes upon annealing in vacuum at 525 K. Seebeck coefficient of the layer also reduces by almost an order of magnitude upon annealing. When the sample is exposed to oxygen atmosphere, these paramete…
Impact of Electrical Contacts on Transition Metal Dichalcogenides-Based Acoustoelectric and Acousto-Photoelectric Devices
研究电接触对基于过渡金属二硫化物的声电和声光电器件的影响，通过结合扫描光电流和声电电流光谱技术，发现声波显著增强光电流并影响载流子传输模式。
The current research in graphene spintronics strives for achieving a long spin lifetime, and efficient spin injection and detection in graphene. In this article, we review how hexagonal boron nitride (hBN) has evolved as a crucial substrate, as an encapsulation layer, and as a tunnel barrier for manipulation and control of spin lifetimes and spin injection/detection polarizations in graphene spin valve devices. First, we give an overview of the challenges due to conventional SiO$_2$ substrate for spin transport in graphene followed by the progress made in hBN based graphene heterostructures. T…
The ability to engineer new states of matter and to control their electronic and spintronic properties by electric fields is at the heart of the modern information technology and driving force behind recent advances in van der Waals (vdW) heterostructures of two-dimensional materials. Here, we exploit a proximity-induced Rashba-Edelstein (REE) effect in vdW heterostructures of Weyl semimetal candidate MoTe2 and CVD graphene, where an unprecedented gate-controlled switching of spin-galvanic effect emerges due to an efficient spin-to-charge conversion at room temperature. The magnitude of the me…
Twisted bi-layer graphene: microscopic rainbows
扭曲双层石墨烯（tBLG）最近引起了人们的兴趣，由于其随机旋转配置所产生的奇特的电性能。我们对CVD生长的石墨烯从铜箔和转移到Si衬底上的实验，具有100 nm的氧化物层，揭示了自然产生的双层石墨烯补丁，当用白光照射时呈现不同的颜色。特别是黄色、粉红色和蓝色区域明显。结合光学显微镜，拉曼光谱和透射电子显微镜，我们已经能够将这些颜色分配给两个石墨烯层之间的旋转角度范围。已经进行了光学对比度模拟，证明观察到的不同着色是由于角度相关的电子特性的tBLG结合的反射，从分层结构tBLG / 100 nm厚的SiO2 / Si的结果。我们的研究结果可能导致一个简单的选择性识别的双层石墨烯仅通过光学显微镜上的观察。
Graphene magnetoresistance control by photoferroelectric substrate
本文利用光铁电衬底的静电效应，实现了对CVD石墨烯磁阻的电学与全光学写入、恢复及调控，并将光铁电调控拓展至磁学维度，为传感器和场效应晶体管的无线操作提供新途径。
The incidence of intra-flake heterogeneity of spectroscopic and electrical properties in chemical vapour deposited (CVD) WS2 flakes is explored in a multi-physics investigation, via spatially resolved spectroscopic maps correlated with electrical, electronic and mechanical properties. The investigation demonstrates that the three-fold symmetric segregation of spectroscopic response (photoluminescence and Raman (spectral and intensity)), in topographically uniform WS2 flakes are accompanied by commensurate segmentation of electronic properties e.g. local carrier density and the differences in t…
Probing the Relationship between Defects and Enhanced Mobility in MoS2 Monolayers Grown by Mo Foil
本研究通过CVD法在钼箔上生长单层MoS2，发现硫空位增加导带态密度并诱导n型掺杂，从而提升场效应迁移率至超过100 cm2V-1s-1。
Lithium-intercalated layered transition-metal oxides, LixTMO2, brought about a paradigm change in rechargeable batteries in recent decades and show promise for use in memristors, a type of device for future neural computing and on-chip storage. Thermal transport properties, although being a crucial element in limiting the charging/discharging rate, package density, energy efficiency, and safety of batteries as well as the controllability and energy consumption of memristors, are poorly managed or even understood yet. Here, for the first time, we employ quantum calculations including high-order…
Ultrabroadband THz Conductivity of Gated Graphene In- and Out-of-equilibrium
本文利用超宽带 THz 与红外光谱研究栅控单层石墨烯的平衡及飞秒激发后瞬态电导率，揭示载流子谱权重、散射率变化及约8 THz的量子临界零动量模式。
Graphene: A sub-nanometer trans-electrode membrane
隔离的原子级薄石墨导电膜，称为石墨烯，最近一直是激烈研究的主题，希望在从电子到能源科学等领域的实际应用将会出现。在这里，我们表明，当浸入离子溶液中时，石墨烯层具有新的电化学性质，使其成为反式电极。跨电极的性质是其两个相对的液-固界面的原子尺度接近性以及石墨烯的众所周知的面内导电性的结果。我们发现，几个跨电极性能揭示了CVD生长的石墨烯膜，分离两种水离子溶液的离子电导率测量。尽管这种膜只有一到两个原子层厚，我们发现它是一个显着的离子绝缘体，具有非常小的稳定电导率，取决于溶液中的离子种类。对其中钻有单个纳米孔的石墨烯膜的电学测量表明，该膜的有效绝缘厚度小于1纳米。这种小的有效厚度使得石墨烯成为非常高分辨率、高通量的基于纳米孔的单分子检测器的理想基底。基于石墨烯的面内电子电导率响应于跨电极环境和电压偏置的调制的传感器将提供对电极表面的原子过程的新见解。
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