In Situ Fabrication Of Quasi-Free-Standing Epitaxial Graphene Nanoflakes On Gold
Source abstract
Abstract
Addressing the multitude of electronic phenomena theoretically predicted for confined graphene structures requires appropriate in situ fabrication procedures yielding graphene nanoflakes (GNFs) with well-defined geometries and accessible electronic properties. Here, we present a simple strategy to fabricate quasi-free-standing GNFs of variable sizes, performing temperature programmed growth of graphene flakes on the Ir(111) surface and subsequent intercalation of gold. Using scanning tunneling microscopy (STM), we show that epitaxial GNFs on a perfectly ordered Au(111) surface are formed while maintaining an unreconstructed, singly hydrogen-terminated edge structure, as confirmed by the accompanying density functional theory (DFT) calculations. Using tip-induced lateral displacement of GNFs, we demonstrate that GNFs on Au(111) are to a large extent decoupled from the Au(111) substrate. The direct accessibility of the electronic states of a single GNF is demonstrated upon analysis of the quasiparticle interference patterns obtained by low-temperature STM. These findings open up an interesting playground for diverse investigations of graphene nanostructures with possible implications for device fabrication.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Graphene research and applications · Surface and Thin Film Phenomena · Quantum and electron transport phenomena
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Fachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz, Germany
Institut für Chemie, Humboldt Universität zu Berlin, 12489 Berlin, Germany
Institut für Chemie und Biochemie, Freie Universität Berlin, 14195 Berlin, Germany
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, 14195 Berlin, Germany
Funding
European Science Foundation · Deutsche Forschungsgemeinschaft
References (55)
Show source-provided references
1. Son Y.-W. · Nature · 2006 · 444 · 34710.1038/nature05180 ↗
2. Tao C. · Nat. Phys. · 2011 · 7 · 61610.1038/nphys1991 ↗
3. Ponomarenko L. A. · Science · 2008 · 320 · 35610.1126/science.1154663 ↗
4. Ritter K. A. · Nat. Mater. · 2009 · 8 · 23510.1038/nmat2378 ↗
5. Brey L. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2006 · 73 · 23541110.1103/PhysRevB.73.235411 ↗
6. Nakada K. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 1996 · 54 · 1795410.1103/PhysRevB.54.17954 ↗
7. Fujita M. · J. Phys. Soc. Jpn. · 1996 · 65 · 192010.1143/JPSJ.65.1920 ↗
8. Yazyev O. V. · Rep. Prog. Phys. · 2010 · 73 · 05650110.1088/0034-4885/73/5/056501 ↗
9. Wang W. L. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 24110.1021/nl072548a ↗
10. N’Diaye A. T. · New J. Phys. · 2008 · 10 · 04303310.1088/1367-2630/10/4/043033 ↗
11. Coraux J. · New J. Phys. · 2009 · 11 · 02300610.1088/1367-2630/11/2/023006 ↗
12. Lu J. · Nat. Nanotechnol. · 2011 · 6 · 24710.1038/nnano.2011.30 ↗
13. Olle M. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 443110.1021/nl300897m ↗
14. Phark S.-h. · ACS Nano · 2011 · 5 · 816210.1021/nn2028105 ↗
15. Hämäläinen S. K. · Phys. Rev. Lett. · 2011 · 107 · 23680310.1103/PhysRevLett.107.236803 ↗
16. Subramaniam D. · Phys. Rev. Lett. · 2012 · 108 · 04680110.1103/PhysRevLett.108.046801 ↗
17. Altenburg S. J. · Phys. Rev. Lett. · 2012 · 108 · 20680510.1103/PhysRevLett.108.206805 ↗
18. Li Y. · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 196710.1002/adma.201204539 ↗
19. Cai J. · Nature · 2010 · 466 · 47010.1038/nature09211 ↗
20. Ruffieux P. · ACS Nano · 2012 · 6 · 693010.1021/nn3021376 ↗
21. Chen Y.-C. · ACS Nano · 2013 · 7 · 612310.1021/nn401948e ↗
22. Van der Lit J. · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 202310.1038/ncomms3023 ↗
23. Voloshina E. N. · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 107210.1038/srep01072 ↗
24. Loginova E. · New J. Phys. · 2009 · 11 · 06304610.1088/1367-2630/11/6/063046 ↗
25. Martínez-Galera A. J. · ACS Nano · 2011 · 11 · 3576
26. Wofford J. M. · New J. Phys. · 2012 · 14 · 05300810.1088/1367-2630/14/5/053008 ↗
27. Nie S. · New J. Phys. · 2012 · 85 · 205406
28. Dedkov Y. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2001 · 64 · 03540510.1103/PhysRevB.64.035405 ↗
29. Varykhalov A. · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 101 · 15760110.1103/PhysRevLett.101.157601 ↗
30. Petrović M. · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 277210.1038/ncomms3772 ↗
31. van Hove M. A. · Surf. Sci. · 1981 · 103 · 18910.1016/0039-6028(81)90107-2 ↗
32. Harten U. · Phys. Rev. Lett. · 1985 · 54 · 261910.1103/PhysRevLett.54.2619 ↗
33. Lacovig P. · Phys. Rev. Lett. · 2009 · 103 · 16610110.1103/PhysRevLett.103.166101 ↗
34. Yang H. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 94310.1021/nl9038778 ↗
35. Kobayashi Y. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2005 · 71 · 19340610.1103/PhysRevB.71.193406 ↗
36. Kobayashi Y. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2006 · 73 · 12541510.1103/PhysRevB.73.125415 ↗
37. Zhang X. · ACS Nano · 2013 · 7 · 19810.1021/nn303730v ↗
38. Li Y. · Phys. Rev. Lett. · 2013 · 110 · 21680410.1103/PhysRevLett.110.216804 ↗
39. Feng X. · ACS Nano · 2013 · 7 · 171810.1021/nn305722d ↗
40. Ugeda M. · Phys. Rev. Lett. · 2011 · 107 · 11680310.1103/PhysRevLett.107.116803 ↗
41. Rutter G. M. · Science · 2007 · 317 · 21910.1126/science.1142882 ↗
42. Simon L. · J. Phys. D: Appl. Phys. · 2011 · 44 · 46401010.1088/0022-3727/44/46/464010 ↗
43. Mallet P. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2012 · 86 · 04544410.1103/PhysRevB.86.045444 ↗
44. Crommie M. F. · Nature · 1993 · 363 · 52410.1038/363524a0 ↗
45. Kliewer J. · Science · 2000 · 288 · 139910.1126/science.288.5470.1399 ↗
46. Andreev T. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2004 · 70 · 20542610.1103/PhysRevB.70.205426 ↗
47. Marchenko D. · Appl. Phys. Lett. · 2011 · 98 · 12211110.1063/1.3565248 ↗
48. Enderlein C. · New J. Phys. · 2010 · 12 · 03301410.1088/1367-2630/12/3/033014 ↗
49. Min H. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2011 · 83 · 15543010.1103/PhysRevB.83.155430 ↗
50. Brar V. W. · Nat. Phys. · 2010 · 7 · 4310.1038/nphys1807 ↗
51. Blöchl P. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 1994 · 50 · 1795310.1103/PhysRevB.50.17953 ↗
52. Perdew J. · Phys. Rev. Lett. · 1996 · 77 · 386510.1103/PhysRevLett.77.3865 ↗
53. Kresse G. · J. Phys.: Condens. Matter · 1994 · 6 · 8245
54. Tersoff J. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 1985 · 31 · 80510.1103/PhysRevB.31.805 ↗
55. Vanpoucke D. E. P. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2008 · 77 · 24130810.1103/PhysRevB.77.241308 ↗