journal article·2009-07-28Open access

Dielectrophoretic Assembly of High-Density Arrays of Individual Graphene Devices for Rapid Screening

Aravind Vijayaraghavan, Calogero Sciascia, Simone Dehm, Antonio Lombardo, Alessandro Bonetti, Andrea C. Ferrari, Ralph Krupke

ACS Nano· Volume 3· Issue 7

Abstract

We establish the use of dielectrophoresis for the directed parallel assembly of individual flakes and nanoribbons of few-layer graphene into electronic devices. This is a bottom-up approach where source and drain electrodes are prefabricated and the flakes are deposited from a solution using an alternating electric field applied between the electrodes. These devices are characterized by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, and electron transport measurements. They are electrically active and their current carrying capacity and subsequent failure mechanism is revealed. Akin to carbon nanotubes, we show that the dielectrophoretic deposition is self-limiting to one flake per device and is scalable to ultralarge-scale integration densities, thereby enabling the rapid screening of a large number of devices.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Graphene research and applications · Microfluidic and Bio-sensing Technologies · Carbon Nanotubes in Composites

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institut für Nanotechnologie, Forschungszentrum Karlsruhe, 76021 Karlsruhe, Germany

INFM-CNR Physics Department, Politecnico di Milano, Milano, Italy

Engineering Department, University of Cambridge, Cambridge CB3 0FA, United Kingdom

DFG Center for Functional Nanostructures (CFN), 76131 Karlsruhe, Germany

References (55)

Show source-provided references
1. Novoselov K. S. · Science · 2004 · 306 · 66610.1126/science.1102896 ↗
2. Wallace P. R. · Phys. Rev. · 1947 · 71 · 62210.1103/PhysRev.71.622 ↗
3. Iijima S. · Nature · 1991 · 354 · 5610.1038/354056a0 ↗
4. Saito R. · Appl. Phys. Lett. · 1992 · 60 · 220410.1063/1.107080 ↗
5. Geim A. K. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 18310.1038/nmat1849 ↗
6. Partoens B. · Phys. Rev. B · 2006 · 74 · 07540410.1103/PhysRevB.74.075404 ↗
7. Casiraghi C. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 271110.1021/nl071168m ↗
8. Land T. A. · Surf. Sci. · 1992 · 264 · 26110.1016/0039-6028(92)90183-7 ↗
9. Parga A. L. V. d. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 100 · 05680710.1103/PhysRevLett.100.056807 ↗
10. Marchini S. · Phys. Rev. B · 2007 · 76 · 07542910.1103/PhysRevB.76.075429 ↗
11. Sutter P. W. · Nat. Mater. · 2008 · 7 · 40610.1038/nmat2166 ↗
12. Coraux J. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 56510.1021/nl0728874 ↗
13. Kim K. S. · Nature · 2009 · 457 · 70610.1038/nature07719 ↗
14. Obraztsov A. N. · Carbon · 2007 · 45 · 201710.1016/j.carbon.2007.05.028 ↗
15. Reina A. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 3010.1021/nl801827v ↗
16. Li X. · Science · 2009 · 1171245
17. Berger C. · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 674
18. Ohta T. · Science · 2006 · 313 · 95110.1126/science.1130681 ↗
19. Li X. · Science · 2008 · 319 · 122910.1126/science.1150878 ↗
20. Li D. · Nat. Nano · 2008 · 3 · 10110.1038/nnano.2007.451 ↗
21. Eda G. · Nat. Nano · 2008 · 3 · 27010.1038/nnano.2008.83 ↗
22. Stankovich S. · Nature · 2006 · 442 · 28210.1038/nature04969 ↗
23. Jung I. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 428310.1021/nl8019938 ↗
24. Mkhoyan K. A. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 105810.1021/nl8034256 ↗
25. Hernandez Y. · Nat. Nano · 2008 · 3 · 56310.1038/nnano.2008.215 ↗
26. Vallés C. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1580210.1021/ja808001a ↗
27. Liu Y. L. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1409810.1021/jp061367e ↗
28. Krupke R. · Nano Lett. · 2004 · 4 · 139510.1021/nl0493794 ↗
29. Hong S. · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2008 · 8 · 42410.1166/jnn.2008.076 ↗
30. Xiaosong W. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 101 · 02680110.1103/PhysRevLett.101.026801 ↗
31. Krupke R. · Science · 2003 · 301 · 34410.1126/science.1086534 ↗
32. Blatt S. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 196010.1021/nl0706751 ↗
33. Krupke R. · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 146810.1002/adma.200600134 ↗
34. Vijayaraghavan A. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 155610.1021/nl0703727 ↗
35. Marquardt C. W. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 276710.1021/nl801288d ↗
36. Vijayaraghavan A. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 157510.1021/nl0509935 ↗
37. Seiler H. · J. Appl. Phys. · 1983 · 54 · R1−R1810.1063/1.332840 ↗
38. Kasumov Y. A. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89 · 01312010.1063/1.2216034 ↗
39. Vijayaraghavan A. · Nano Res. · 2008 · 1 · 32110.1007/s12274-008-8034-3 ↗
40. Stéphan O. · Phys. Rev. B · 2002 · 66 · 15542210.1103/PhysRevB.66.155422 ↗
41. Ferrari A. C. · Solid State Commun. · 2007 · 143 · 4710.1016/j.ssc.2007.03.052 ↗
42. Ferrari A. C. · Phys. Rev. Lett. · 2006 · 97 · 18740110.1103/PhysRevLett.97.187401 ↗
43. Casiraghi C. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 143310.1021/nl8032697 ↗
44. Gomez-Navarro C. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 349910.1021/nl072090c ↗
45. Pisana S. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 19810.1038/nmat1846 ↗
46. Das A. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 21010.1038/nnano.2008.67 ↗
47. Das A. · Phys. Rev. B · 2009 · 79 · 15541710.1103/PhysRevB.79.155417 ↗
48. Shemella P. · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 94 · 03210110.1063/1.3070238 ↗
49. Moser J. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 16351310.1063/1.2789673 ↗
50. Begtrup G. E. · Phys. Rev. Lett. · 2007 · 99 · 15590110.1103/PhysRevLett.99.155901 ↗
51. Lazzeri M. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 23680210.1103/PhysRevLett.95.236802 ↗
52. Meric I. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 65410.1038/nnano.2008.268 ↗
53. Giordani S. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1570810.1021/jp0626216 ↗
54. Bergin S. D. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 187610.1002/adma.200702451 ↗
55. Hasan T. · J. Phys. Chem. C · 2007 · 111 · 1259410.1021/jp0723012 ↗