Издателям
Вышедшие номера
Синтез и электронная структура графена, легированного атомами азота
Усачёв Д.Ю.1, Фёдоров А.В.1, Вилков О.Ю.1, Сеньковский Б.В.1, Адамчук В.К.1, Андрюшечкин Б.В.2, Вялых Д.В.1,3
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Institute of Solid State Physics, Dresden University of Technology, Dresden, Germany
Email: usatchevd@bk.ru
Поступила в редакцию: 21 ноября 2012 г.
Выставление онлайн: 21 мая 2013 г.

С помощью фотоэлектронной спектроскопии и сканирующей туннельной микроскопии изучена кристаллическая и электронная структура графена, легированного атомами азота (N-графена). Синтез N-графена из молекул триазина на поверхности Ni(111) приводит к внедрению в графен атомов азота преимущественно в пиридиновой конфигурации. Обнаружено, что включения азота значительно повышают термическую стабильность графена на никеле. Анализ электронной структуры N-графена, интеркалированного атомами золота, показал, что пиридиновый азот приводит к слабому легированию p-типа, подтверждая теоретические предсказания. Последующая термическая обработка позволяет конвертировать подавляющую часть атомов азота в конфигурацию замещения, приводящую к легированию n-типа. Показано, что кристаллическая структура полученного N-графена характеризуется локальными искажениями, предположительно вызванными неравномерным распределением примесей в слое. Полученные результаты демонстрируют высокую перспективность разработанного подхода для создания электронных устройств на основе графена с управляемым типом проводимости и концентрацией носителей заряда. Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты N 12-02-90712, 11-03-00752), СПбГУ, BMBF (грант N 05K12OD3), а также гранта Президента РФ MK-3303.2012.2.
  • L. Britnell, R.V. Gorbachev, R. Jalil, B.D. Belle, F. Schedin, A. Mishchenko, T. Georgiou, M.I. Katsnelson, L. Eaves, S.V. Morozov, N.M.R. Peres, J. Leist, A.K. Geim, K.S. Novoselov, L.A. Ponomarenko. Science 335, 947 (2012). 2V.M. Karpan, G. Giovannetti, P.A. Khomyakov, M. Talanana, A.A. Starikov, M. Zwierzycki, J. van den Brink, G. Brocks, P.J. Kelly. Phys. Rev. Lett. 99, 176 602 (2007)
  • S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J.-S. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y.-J. Kim, K. S. Kim, B. Ozyilmaz, J.-H. Ahn, B. H. Hong, S. Iijima. Nature Nanotechnol. 5, 574 (2010)
  • H. Yang, J. Heo, S. Park, H.J. Song, D. H. Seo, K.-E. Byun, P. Kim, I. Yoo, H.-J. Chung, K. Kim. Science 336, 1140 (2012)
  • D. Haberer, D. V. Vyalikh, S. Taioli, B. Dora, M. Farjam, J. Fink, D. Marchenko, T. Pichler, K. Ziegler, S. Simonucci, M.S. Dresselhaus, M. Knupfer, B. Buchner, A. Gruneis. Nano Lett. 10, 3360 (2010)
  • D. Haberer, C.E. Giusca, Y. Wang, H. Sachdev, A. V. Fedorov, M. Farjam, S.A. Jafari, D.V. Vyalikh , D. Usachov, X. Liu, U. Treske, M. Grobosch, O. Vilkov, V. K. Adamchuk, S. Irle, S. R. P. Silva, M. Knupfer, B. Buchner, A. Gruneis. Adv. Mater. 23, 4497 (2011)
  • L. Zhao, R. He, K.T. Rim, T. Schiros, K.S. Kim, H. Zhou, C. Gutierrez, S.P. Chockalingam, C.J. Arguello, L. Palova, D. Nordlund, M.S. Hybertsen, D.R. Reichman, T.F. Heinz, P. Kim, A. Pinczuk, G.W. Flynn, A.N. Pasupathy. Science 333, 99 (2011)
  • A. Lherbier, X. Blase, Y.-M. Niquet, F. Triozon, S. Roche. Phys. Rev. Lett. 101, 036 808 (2008)
  • C. Zhang, L. Fu, N. Liu, M. Liu, Y. Wang, Z. Liu. Adv. Mater. 23, 1020 (2011)
  • D. Usachov, O. Vilkov, A. Gruneis, D. Haberer, A. Fedorov, V.K. Adamchuk, A.B. Preobrajenski, P. Dudin, A. Barinov, M. Oehzelt, C. Laubschat, D.V. Vyalikh, Nano Lett. 11 5401 (2011)
  • Y. Wang, Y. Shao, D.W. Matson, J. Li, Y. Lin. ACS Nano 4, 1790 (2010).
  • A.L.M. Reddy, A. Srivastava, S.R. Gowda, H. Gullapalli, M. Dubey, P.M. Ajayan. ACS Nano 4, 6337 (2010)
  • L. Qu, Y. Liu, J.-B. Baek, L. Dai. ACS Nano 4, 1321 (2010)
  • E.H. Angstrem hlgren, J. Kotakoski, A.V. Krasheninnikov. Phys. Rev. B 83, 115 424 (2011)
  • P. Ayala, F.L. Freire, Jr., M.H. Rummeli, A. Gruneis, T. Pichler. Phys. Status Solidi B 244, 4051 (2007)
  • X. Wang, X. Li, L. Zhang, Y. Yoon, P.K. Weber, H. Wang, J. Guo, H. Dai. Science 324, 768 (2009)
  • D. Wei, Y. Liu, Y. Wang, H. Zhang, L. Huang, G. Yu. Nano Lett. 9, 1752 (2009)
  • Z. Sun, Z. Yan, J. Yao, E. Beitler, Y. Zhu, J.M. Tour. Nature 468, 549 (2010)
  • Z. Jin, J. Yao, C. Kittrell, J.M. Tour. ACS Nano 5, 4112 (2011)
  • Y.-C. Lin, C.-Y. Lin, P.-W. Chiu. Appl. Phys. Lett. 96, 133 110 (2010)
  • R. Czerw, M. Terrones, J.-C. Charlier, X. Blase, B. Foley, R. Kamalakaran, N. Grobert, H. Terrones, D. Tekleab, P.M. Ajayan, W. Blau, M. Ruhle, D.L. Carroll. Nano Lett. 1, 457 (2001)
  • M. Terrones, P.M. Ajayan, F. Banhart, X. Blase, D.L. Carroll, J.C. Charlier, R. Czerw, B. Foley, N. Grobert, R. Kamalakaran, P. Kohler-Redlich, M. Ruhle, T. Seeger, H. Terrones. Appl. Phys. A 74, 355 (2002)
  • P. Ayala, A. Gruneis, C. Kramberger, M.H. Rummeli, I.G. Solorzano, F.L. Friere, Jr., T. Pichler. J. Chem. Phys. 127, 184 709 (2007)
  • S.H. Yang, W.H. Shin, J.K. Kang. Small 4, 437 (2008)
  • Y.J. Cho, H.S. Kim, S.Y. Baik, Y. Myung, C.S. Jung, C.H. Kim, J. Park, H.S. Kang. J. Phys. Chem. C 115, 3737 (2011)
  • J. Robertson, C.A. Davis. Diam. Relat. Mater. 4, 441 (1995)
  • S. Jalili, R. Vaziri. Mol. Phys. 109, 687 (2001)
  • Y. Shao, S. Zhang, M.H. Engelhard, G. Li, G. Shao, Y. Wang, J. Liu, I.A. Aksay, Y. Lin. J. Mater. Chem. 20, 7491 (2010)
  • G. Imamura, K. Saiki. J. Phys. Chem. C 115, 100 000 (2011)
  • B. Guo, Q. Liu, E. Chen, H. Zhu, L. Fang, J.R. Gong. Nano Lett. 10, 4975 (2010)
  • D. Usachov, V.K. Adamchuk, D. Haberer, A. Gruneis, H. Sachdev, A.B. Preobrajenski, C. Laubschat, D.V. Vyalikh. Phys. Rev. B 82, 075 415 (2010)
  • C. Oshima, A. Nagashima, J. Phys.: Cond. Matter 9, 1 (1997)
  • A.M. Shikin, G.V. Prudnikova, V.K. Adamchuk, F. Moresco, K.-H. Rieder. Phys. Rev. B 62, 13 202 (2000)
  • A. Varykhalov, J. Sanchez-Barriga, A.M. Shikin, C. Biswas, E. Vescovo, A. Rybkin, D. Marchenko, O. Rader. Phys. Rev. Lett. 101, 157 601 (2008)
  • W.J. Gammon, O. Kraft, A.C. Reillya, B.C. Holloway. Carbon 41, 1917 (2003)
  • J.R. Pels, F. Kapteijn, J.A. Moulijn, Q. Zhu, K.M. Thomas. Carbon 33, 1641 (1995)
  • A. Gruneis, K. Kummer, D.V. Vyalikh. New J. Phys. 11, 073 050 (2009)
  • P. Jacobson, B. Stoger, A. Garhofer, G.S. Parkinson, M. Schmid, R. Caudillo, F. Mittendorfer, J. Redinger, U. Diebold. J. Phys. Chem. Lett. 3, 136 (2012)
  • A. Varykhalov, M.R. Scholz, T.K. Kim, O. Rader. Phys. Rev. B 82, 121 101 (2010)
  • D. Marchenko, A. Varykhalov, M.R. Scholz, G. Bihlmayer, E.I. Rashba, A. Rybkin, A.M. Shikin, O. Rader. arXiv:1208.4265v1 (2012)
  • F. Joucken, Y. Tison, J. Lagoute, J. Dumont, D. Cabosart, B. Zheng, V. Repain, C. Chacon, Y. Girard, A.R. Botello-Mendez, S. Rousset, R. Sporken, J.-C. Charlier, L. Henrard. Phys. Rev. B 85, 161 408 (2012).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.