Size calibration of strained epitaxial islands due to dipole-monopole interaction
利用动力学蒙特卡罗(KMC)技术研究了应变外延纳米岛的不可逆生长。结果表明,衬底和覆盖层之间的应变诱导尺寸失配在可移动的吸附原子和岛之间产生长程偶极相互作用(d-m)。为了简化在KMC模拟中的长程相互作用的帐户,使用了一个修改后的方岛模型。本文导出了点表面张力与偶极力相互作用的解析公式,并利用它得到了移动吸附原子与矩形岛相互作用的简单表达式。发现d-m相互作用的范围比常规偶极-偶极势的范围更长。在模拟中观察到的岛屿尺寸分布(ISDs)的缩小被证明是一个较弱的排斥吸附原子从小岛比从大的,导致前者的优先增长的后果。此外,与无应变情况类似,发现了平均岛尺寸和岛密度随覆盖率的幂律变化规律,与无应变情况相反,标度指数的值不具有普适性,而是强烈依赖于长程相互作用的强度.模拟结果与实验ISDs在半导体量子点生长中的一些先前无法解释的行为定性一致。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Magnetic nanostructures by adaptive twinning in strained epitaxial films
我们利用Fe 70 Pd 30磁性记忆合金的内在结构不稳定性,获得具有自组织纳米结构的功能外延薄膜。我们表明,54%的相干外延应变是可能的。薄膜实验和大规模第一性原理计算的结合使我们能够建立一个晶格弛豫机制,这是稳定材料所不期望的。我们确定了一个低的孪晶边界能量相比,一个高的弹性能作为自适应纳米孪晶的关键先决条件。我们的方法是通用的,因为它允许控制铁磁,铁弹和铁电材料的纳米结构和固有特性。
2011-11-24 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
Epitaxial Graphene Electronic Structure And Transport
自2001年成立以来,在六方碳化硅上外延石墨烯的科学和技术已经成熟成为一项重大的国际努力,并有望成为第一个碳电子平台。回顾了石墨烯在电子级碳化硅上外延生长的历史,综述了单层和多层石墨烯在电子级碳化硅上外延生长的独特电子性能。在Si面生长的石墨烯单层中的传输和场效应的早期结果提供了原理证明。除了单层外延石墨烯之外,还关注C面生长的多层石墨烯,其由电子解耦的石墨烯片组成。生产,结构和电子结构进行了审查。使用各种各样的表面,电气和光学探针询问的电子性能,进行了讨论。概述了几种器件原型的最新发展,包括基于外延石墨烯量子霍尔器件的电阻标准和新的双频模拟外延石墨烯放大器。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall
Stacking domain morphology in epitaxial graphene on silicon carbide
可以通过热分解在碳化硅上的碳缓冲层的顶部上生长平台尺寸的、单取向的石墨烯。尽管其外观均匀,但观察到电子输运性质的惊人的大变化。在这里,我们采用像差校正低能电子显微镜(AC-LEEM)来研究这种变异性的可能原因。我们表征了高质量样品的石墨烯和缓冲层之间的堆叠域的形态。类似于扭曲双层石墨烯的情况,在生长温度下石墨烯层和缓冲层之间的晶格失配导致具有AB和BA堆叠之间的域边界的莫尔图案。我们分析这个莫尔图案来表征相对应变并计算刃位错的数量。此外,我们表明,外延石墨烯在碳化硅上是接近相变,导致本征无序的形式共存的各向异性条纹域和各向同性的三角域。使用自适应几何相位分析,我们确定精确的相对应变变化所造成的这些领域。我们观察到,SiC衬底的台阶边缘的域的取向的影响,我们讨论的生长过程中的哪些方面影响这些效果通过比较来自不同来源的样品。
2022-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of bilayer domains on electronic transport properties of epitaxial graphene on SiC
对在碳化硅上的纯单层外延石墨烯(SiC/G)上制造的霍尔条器件的磁输运测量显示出载流子浓度和迁移率在晶片尺寸维度上的非常紧密的分布。相比之下,含有双层石墨烯域的SiC/G器件显示出与双层含量的量相关的电子性质的变化。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Improvement of Morphology and Free Carrier Mobility through Argon-Assisted Growth of Epitaxial Graphene on Silicon Carbide
在氩气气氛和高真空条件下,在4 H-和6 H-SiC(0001)的C-和Si-面上外延生长石墨烯。生长后,样品进行了成像与Nomarski干涉衬度和原子力显微镜,它被发现,在氩气下生长导致改善的C面膜的形貌,但Si面膜没有显着的影响。自由载流子输运的研究进行了通过霍尔效应测量,和载流子迁移率被发现增加和片载流子密度被发现降低在氩气下生长的薄膜相比,高真空条件。改进的迁移率和同时减少片载流子密度表明减少在氩气下生长的薄膜中的散射。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploiting epitaxial strained germanium for scaling low noise spin qubits at the micron-scale
该研究利用Ge/SiGe异质结构中的低无序应变量子阱,在微米尺度器件上实现低噪声空穴自旋量子比特,测得超精细噪声幅度并强调同位素纯化的重要性。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall
Silicon carbide stacking-order-induced doping variation in epitaxial graphene
一般认为外延石墨烯中的费米能级受两种效应控制:由六角SiC(0001)衬底体诱导的p型极化掺杂和与缓冲层相关的类施主态的过补偿。在这项工作中,我们的证据表明,这种效果也与特定的底层SiC梯田。我们制作了一个周期性的序列不相同的SiC梯田,这是明确归因于特定的SiC表面终端。实验观察到SiC终端和电子石墨烯性能之间的明确相关性,并通过各种互补的表面敏感方法证实。我们将这种相关性归因于SiC终止依赖的极化掺杂对上覆石墨烯层的邻近效应。我们的研究结果为纳米级掺杂工程开辟了一条新途径,即在介电极性衬底上自图案化外延石墨烯和其他2D层。
2020-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structured epitaxial graphene: growth and properties
石墨烯通常被认为是接替硅作为电子材料的强有力的候选者。然而,到目前为止,它实际上还没有表现出超过标准半导体材料的能力。目前证明的可行的石墨烯器件基本上限于微米尺寸的双频模拟场效应晶体管和用于计量的量子霍尔效应器件。纳米图案化的石墨烯往往具有无序的边缘,这严重降低了迁移率,从而消除了其相对于其他材料的优势。在这里,我们表明,在结构化碳化硅表面上生长的石墨烯克服了边缘粗糙度,并有望为石墨烯的纳米级图案化提供一个突破口。我们表明,高品质的丝带和戒指,可以使用这种技术。我们还报告了在碳化硅上制备高迁移率石墨烯单层用于器件应用的进展。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall
Site-Specific Orbital Symmetry Breaking in Epitaxial Graphene on Silicon Carbide
本研究通过EELS和从头计算揭示SiC上外延石墨烯缓冲层中四分之一碳原子与硅成键诱导sp³杂化,淬灭π态并破坏对称性,为低能耗晶体管界面设计提供定量基础。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Multi-messenger nano-probes of hidden magnetism in a strained manganite
关联电子系统的基态性质对外界刺激(如温度、应变和电磁场)非常敏感,为功能材料的研究提供了丰富的平台。本文报道了掺杂锰氧化物La(2/3)Ca(1/3)MnO_3应变薄膜中的亚稳态可逆光致铁磁相变。使用原子力显微镜,低温扫描近场光学显微镜,磁力显微镜,和超快激光激发的新的多信使组合,我们证明了“写”和“擦除”的亚稳铁磁金属相与纳米分辨的精细度。通过在纳米尺度上跟踪光学电导率和磁性,我们揭示了自发应变如何成为这种光致金属的热稳定性、持久性和反转的基础。我们的第一原理电子结构计算揭示了如何外延工程Jahn-Teller失真可以稳定近简并的反铁磁绝缘体和铁磁金属相。我们提出了一个Ginzburg-Landau描述,以合理化应变,晶格畸变和磁性的相互作用,我们解决应变LCMO,从而指导未来的功能工程的外延氧化物,如锰氧化物到相可编程材料的制度。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Epitaxial electrical contact to graphene on SiC
与纳米级器件建立良好的电接触是现代技术的一个主要问题,接触2D材料也不例外。石墨烯的一维边缘接触最近被证明优于表面接触,但该方法仍然难以扩大规模。我们报告了一种无抗蚀剂和可扩展的方法,在一个单一的生长步骤中制造几个石墨烯层的电接触。该方法源于本文报道的发现,即通过在高真空中对SiC上的碳化物形成金属膜进行热退火,在金属碳化物上生长少量石墨烯层。我们利用石墨烯和金属碳化物之间的边缘接触和部分共价表面外延的组合效应来制造器件,其中观察到低接触电阻和约瑟夫森效应。实施这种方法可以显着简化大规模石墨烯电路的实现。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Inhomogeneous low temperature epitaxial breakdown during Si overgrowth of GeSi quantum dots
研究了非均匀应变硅盖层的低温外延击穿。通过在相干应变GeSi量子点表面上生长Si薄膜,我们区分了表面粗糙度、应变和生长取向对外延击穿机制的影响。使用原子力显微镜和高分辨率的横截面透射电子显微镜,我们发现,虽然局部晶格应变高达2%的影响可以忽略不计,生长在较高的折射率方面,如{113}显着降低了局部击穿厚度。纳米级的生长丘的形成观察以上所有的小平面取向。由于扩散长度直接取决于表面取向,我们涉及到特定的生长面的低温稳定性和动力学限制的生长丘的平均尺寸的外延厚度的变化。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel structures of Gallenene intercalated in epitaxial Graphene
该研究利用限域外延在碳化硅外延石墨烯中插层形成二维 gallenene,发现 b010-gallenene 与高压 Ga(III) 相共存的新型超结构。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of standing waves generated by a point defect in epitaxial graphene
利用扫描隧道显微镜(STM)和傅里叶变换STM(FT-STM)研究了碳化硅衬底上外延石墨烯样品中的点缺陷。这种分析使我们能够提取准粒子的能量色散,并给出费米液体理论在石墨烯中的有效性的第一个实验证明,从-800 meV到+800 meV的能量范围很宽。我们还发现了一个强大的三重各向异性的缺陷产生的驻波的证据。我们讨论了这种各向异性,手性的电子,和石墨烯的两个亚晶格之间的不对称性之间的可能关系。所有的实验测量进行了比较,相关的理论T-矩阵计算。
2008-07-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Resistance Standard Based on Epitaxial Graphene
我们报告了一个量子霍尔电阻标准的发展,在300 mK精确到十亿分之几,并基于大面积外延石墨烯。显著的精度构成了在剥离的石墨烯中获得的最佳结果的四个数量级的改进,并且与在完善的半导体标准中实现的精度相似。与传统的电阻标准不同,新型石墨烯器件在4.2 K下仍然精确量化,大大简化了实际计量。这一突破是通过在晶圆级上可扩展的碳化硅技术实现的卓越石墨烯质量而实现的,并为未来电子产品的大规模应用展示了巨大的前景。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon Strongly-Coupled Mode in Epitaxial Graphene
我们报告的色散测量,使用角分辨反射电子能量损失光谱(AREELS),在二维(2D)等离子体在单层和多层石墨烯的表面光学声子(FK声子)模式的碳化硅衬底强烈耦合。耦合模在单层和双层石墨烯中表现出离散的色散行为。随着SiC(0001)上石墨烯层的增加,观察到从类等离子体激元分散到类声子分散的转变。对于类等离子体激元模,色散在进入单粒子连续区时被电子-空穴对激发强烈阻尼,而类声子模是无阻尼的。在没有耦合的区域中,石墨烯2D等离子体表现出具有线性色散的声学行为,其斜率和阻尼由费米表面拓扑结构确定。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in epitaxial graphene with permanent magnets
我们首次在低温下仅使用商用NdFeB永磁体在碳化硅(SiC)上生长的外延石墨烯中观察到了众所周知的量子霍尔效应(QHE)。由磁体产生的相对大且均匀的磁场以及高质量的外延石墨烯膜使得能够在朗道能级填充因子$ν=\pm 2$下形成良好发展的量子霍尔态,这通常用超导电磁体观察到。此外,QHE边缘沟道的手性可以通过顶栅来改变。这些结果表明,基本的QHE物理学在石墨烯中是实验上可获得的,其价格仅为使用超导磁体的传统装置的一小部分,这大大增加了石墨烯中QHE的研究和应用潜力。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Polarization selection rules for inter-Landau level transitions in epitaxial graphene revealed by infrared optical Hall effect
我们报告的偏振选择规则间朗道能级跃迁使用反射型光学霍尔效应测量从600至4000 cm-1的碳化硅热分解生长的外延石墨烯。我们观察到对称和反对称签名在我们的数据中,由于偏振保持和偏振混合朗道能级跃迁,分别。从依赖于场的测量,我们确定,在去耦的石墨烯单层的过渡是由极化混合选择规则,而在耦合的石墨烯单层的过渡是由极化保持选择规则。这些选择规则可以用朗道能级间跃迁与自由载流子磁光等离子体振荡的不同耦合机制来解释。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Photonic Crystal Cavities in Cubic (3C) Polytype Silicon Carbide Films
我们提出了高品质因数和小模体积平面光子晶体腔的设计,制造和表征的立方(3C)薄膜(厚度~ 200 nm)的碳化硅(SiC)外延生长在硅衬底上。我们展示了整个电信频段的腔谐振,波长为1,250 - 1,600 nm。最后,我们讨论了在非线性光学,光学互连,和量子信息科学的可能应用。
2013-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Magnesium-intercalated graphene on SiC: highly n-doped air-stable bilayer graphene at extreme displacement fields
我们使用角分辨光电子能谱研究双层石墨烯在高n掺杂和极端位移场的电子结构,通过在碳化硅上插入外延单层石墨烯与镁形成准独立的双层石墨烯镁终止碳化硅。角分辨光电子能谱表明,镁嵌入后,单层外延石墨烯的单一无质量狄拉克带转化为准独立双层石墨烯的特征大量双带狄拉克光谱。使用简单的紧密结合模型的光谱分析表明,镁嵌入导致2.1 $\times$ × 10 $^{14}$ cm $^{-2}$的n型掺杂,产生2.6 V/nm的极高位移场,在狄拉克点处打开0.36 eV的相当大的间隙。这进一步证实了密度泛函理论计算的准独立的双层石墨烯上的镁封端的碳化硅,显示出类似的掺杂水平,位移场和带隙。最后,镁插层样品对环境条件具有令人惊讶的鲁棒性;在空气中暴露30分钟后,未观察到电子结构的显著变化。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
Water desorption and re-adsorption on epitaxial graphene studied by SPM
我们证明了温度介导的和完全可逆的过程中的解吸-再吸附的水在几层外延石墨烯上的4 H-SiC(0001)衬底。我们表明,在环境条件下,水在第二层和第三层石墨烯的顶部形成固体结构。在应变或高度缺陷的石墨烯域的情况下,这些特征产生强烈相关和可再现的图案,这意味着潜在的缺陷对于水吸附的初始阶段的重要性。疏水性随着石墨烯层的数量而增加。作为温度的函数的水层的演变伴随着一层和两层石墨烯之间的绝对表面电势差的显著(两倍)变化。在加热过程中的水的演变的原位观察也可能提供一个直接的方法来测量纳米尺度上的热吸附。
2012-04-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous quantum Hall effect in epitaxial graphene
在剥离的石墨烯薄片中观察到的异常量子霍尔效应引发了人们对石墨烯的兴趣爆发。然而,在碳化硅衬底上生长的高质量外延石墨烯多层膜中没有观察到。量子霍尔效应显示在外延石墨烯单层上,所述外延石墨烯单层被故意生长在衬底台阶上并经受苛刻的处理程序,证明了外延石墨烯单层的稳健性以及它们的传输特性对温度、污染和衬底缺陷的免疫力。单层C面样品的迁移率为19,000 cm^2/Vs。这是实现基于外延石墨烯的电子器件的重要一步。
2009-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial graphene morphologies probed by weak (anti)-localization
我们展示了弱场磁导如何可以用作表征从碳化硅的C或Si面生长的外延石墨烯样品的工具,其迁移率范围为120至12000 cm ^2/(V.s)。根据生长条件的不同,我们观察到反本地化和/或本地化,可以理解为与量子干涉有关的弱本地化。推断的特征扩散长度与扫描隧道显微镜和描述石墨烯的“纯”单层和双层的理论模型一致[MacCann等人,.物理修订版信函97,146805(2006)]。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morphology of Polarization States in Strained Ferroelectric Films
本文基于金兹堡-朗道-德文希尔框架扩展软畴方法,对应变铁电薄膜中的极化形貌进行变分描述,给出相图并阐明拓扑态结构,方法高效且指导实验。
2025-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect from the Topological Surface States of Strained Bulk HgTe
我们报告的三维,70 nm厚的碲化汞层,这是应变的碲化镉衬底上的外延生长的运输研究。应变在另外的半金属HgTe中诱导带隙,其因此变成三维拓扑绝缘体。在mK温度下,剩余体载流子对带隙碲化汞层的输运性质的贡献可以忽略不计。结果表明,样品表现出了量子化的霍尔效应,这是由二维单锥类狄拉克拓扑表面态引起的.
2011-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effect in high mobility single layer epitaxial graphene
研究了碳化硅衬底上高迁移率单层外延石墨烯的热电响应随温度和磁场的变化关系。对于热电势的温度依赖性,即使当载流子密度很高时,也观察到与Mott关系的强烈偏离,这反映了屏蔽效应的重要性。在量子霍尔制度中,热电势峰的幅度低于理论预测的量子值,尽管样品的高迁移率。随着温度的降低,振幅的系统性降低表明热电势的抑制是石墨烯中狄拉克电子所固有的。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half integer quantum Hall effect in high mobility single layer epitaxial graphene
量子霍尔效应,与$π$的贝里相是在这里证明了在4 H碳化硅的C面上生长的单个石墨烯层。在4 K下的迁移率为$\sim$ 20,000 cm $^2$ /V $\cdot$ s,在300 K下的迁移率为~ 15,000 cm $^2$ /V $\cdot$ s,尽管存在污染和衬底步骤。这与SiO $_2$上的最佳剥离的石墨烯薄片相当,并且比Si面外延石墨烯单层大一个数量级。这些和其他性质表明,C面外延石墨烯是基于石墨烯的电子器件的可行平台。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness Estimation of Epitaxial Graphene on SiC using Attenuation of Substrate Raman Intensity
一种简单的,非侵入性的方法,使用拉曼光谱的碳化硅(SiC)上外延生长的石墨烯层的厚度的估计,使厚度,晶粒尺寸和无序使用光谱的同时测定。由于石墨烯覆盖层的衬底拉曼信号的衰减被发现依赖于从表面的X射线光电子能谱学和透射电子显微镜推导出的石墨烯膜厚度。我们解释这种依赖性使用吸收覆盖层模型。该方法可用于绘制区域上的石墨烯厚度,并且能够估计多层石墨烯膜的厚度,超出XPS和俄歇电子能谱(AES)的可能厚度。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elemental Topological Insulator with a Tunable Fermi Level: Strained α-Sn on InSb(001)
本文报道了应变α-Sn/InSb拓扑相的外延制备和电子性质。拓扑表面状态的形式在一个不寻常的带阶的存在下,而不是基于直接的自旋-轨道耦合,如密度泛函和GW板层计算所示。角分辨光电子能谱包括自旋探测实验探测拓扑自旋极化态如何从第二体价带出现。此外,我们证明了精确的控制费米能级的掺杂剂。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak antilocalization in epitaxial graphene: evidence for chiral electrons
碳化硅上生长的石墨中的输运主要由界面处的电子掺杂外延层控制。在磁场10 mT $< B <$ 5 T时,二维样品中的弱反定位表现为纵向电阻中的宽尖状凹陷。还观察到在B=0处的非常尖锐的弱局部化电阻峰。这些特征与石墨烯弱(反)局域化理论定量吻合,暗示了样品的手性电子特征。散射的贡献,在衬底中的陷阱电荷和三角形翘曲由于石墨层上的顶部被初步确定。Shubnikov-de Haas振荡非常小,并显示出异常的Berry相位。
2007-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth of Epitaxial Graphene: Theory and Experiment
详细回顾了过去5-10年有关石墨烯外延生长的文献。实验和理论方面的过渡金属和碳化硅上的生长进行了彻底的审查。热力学和动力学方面的所有这些材料的增长,在可能的情况下,进行了讨论。为了使这篇文章对更广泛的读者有用,一系列重要的实验技术,在过去的十年中已经被用来生长(例如CVD,TPG和隔离)和表征(STM,LEEM等)。石墨烯的综述,并给出了最重要的理论技术的关键调查。最后,我们批判性地讨论了各种未解决的问题有关的增长和它的机制,我们认为需要在未来的研究中适当注意。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Encapsulation and Electronic Control of Epitaxial Graphene by Photosensitive Polymers and UV light
在碳化硅上使用外延石墨烯的电子器件需要封装,以避免在环境条件下沉积的杂质的不受控制的掺杂。另外,石墨烯单层与衬底的相互作用导致该材料中相对高水平的电子掺杂,这相当难以单独通过静电门控来改变。在这里,我们描述了这些问题的一种解决方案,允许在宽范围内封装和控制载流子浓度。我们描述了一种新的异质结构的基础上生长的外延石墨烯碳化硅结合两种聚合物:中性间隔和光敏层,提供了有效的电子受体在紫外光照射下。在未曝光的情况下,相同的双层聚合物很好地用作覆盖材料,提高了样品掺杂水平的时间稳定性和均匀性。通过对这种异质结构进行紫外曝光,我们以非侵入性、非挥发性和可逆的方式控制了石墨烯的电参数,将载流子浓度改变了50倍。暴露的SiC/石墨烯/聚合物异质结构的电子性质在室温下保持稳定许多天,但将聚合物加热到玻璃化转变温度以上会逆转光的作用。新开发的光化学选通已经帮助我们将石墨烯电阻标准的鲁棒性(大范围的量化磁场、显著更高的操作温度和由于显著增加的击穿电流而显著增强的信噪比)提高到这样的水平,使得其开始有利地与成熟的半导体异质结构标准竞争。[2,3]
2011-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau Levels and Band Bending in Few-Layer Epitaxial Graphene
在碳化硅的碳表面上生长的少层石墨烯系统中的载流子密度分布可以通过用于探测顶层电子特性的扫描隧道显微镜(STM)尖端的存在以及通过诱导明确的朗道能级的垂直磁场来改变。在垂直场情况下的Hartree近似计算表明,电荷倾向于在层之间重新排列,使得大多数层的填充因子被钉扎在整数值。我们使用我们的分析,以提供洞察埋层在最近的几层石墨烯STM研究的作用,并讨论我们的模型的局限性。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Dynamics of a Persistent Insulator-to-Metal Transition in Strained Manganite Films
过渡金属氧化物具有复杂的自由能表面与竞争的自由度。光激发允许形成这样丰富的能量景观。在外延应变的$\mathrm{La_{0.67}Ca_{0.33}MnO_3}$中,在$2\ \mathrm{mJ/cm^2}$以上用亚100 fs脉冲的光激发导致低于100 K的持久金属相。利用单次激发光学和太赫兹光谱,我们表明,这种相变是一个多步骤的过程。我们的结论是,相变是由部分电荷顺序熔化,随后由持久的金属相在较长的时间尺度上的增长。一个时间相关的Ginzburg-Landau模型可以描述反射率的快速动态,随后是较长的时间尺度的金属相的生长。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Epitaxial graphene
石墨烯多层膜在单晶碳化硅上外延生长。该系统由多个石墨烯层组成,其中第一层由于内置电场而被电子掺杂,而其他层基本上未掺杂。与石墨不同的是,载流子显示出狄拉克粒子特性(即反常的Berry相、弱反局域化和朗道能级能量的平方根场依赖性)。外延石墨烯显示出准弹道输运和长相干长度;可以在低温以上持续的性质。特别地,与剥离的石墨烯相反,在高迁移率外延石墨烯中没有观察到量子霍尔效应。由于材料中没有局域态,这种效应似乎被抑制了。外延石墨烯可以使用标准的光刻方法进行图案化,并使用各种技术进行表征。这些有利的功能表明,互连的室温弹道器件可能是可行的低功耗高速纳米电子学。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci