Comparison of CVD graphene grown on copper foil and PVD copper

• Autorzy: Pasternak I. , Grodecki K. , Piątkowska A. , Ciuk T. , Caban P. , Strupiński W.

Warianty tytułu

PL

Porównanie własności grafenu otrzymanego metodą CVD na folii miedzianej oraz warstwie PVD miedzi

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Graphene synthesis by the CVD method performed on the surface of copper is one of the most promising techniques for producing graphene for low cost and large scale applications. Currently, the most commonly used Cu substrate for graphene growth is foil, however, there is still a need to find new substrates and improve the quality of graphene layers. Sputtered Cu films on insulating substrates are considered as an alternative. Here we show the properties of graphene grown by the CVD method on thin copper foil and PVD copper films on Si/SiO2 substrates. We compare data on the properties of graphene films transferred from different copper substrates onto SiO2/Si substrates. We note that graphene grown on sputtered Cu films creates a multilayer form on the boundaries which can be identified on micro-Raman maps and in SEM images.

PL

Wytwarzanie grafenu metodą CVD na podłożach miedzianych jest jedną z najbardziej perspektywicznych metod otrzymywania grafenu ze względu na niski koszt podłoża oraz szerokie możliwości zastosowania w przemyśle. Obecnie najczęściej stosowanym do wzrostu grafenu podłożem miedzianym jest folia, jednakże ciągle istnieje potrzeba znalezienia nowego podłoża tak by poprawić jakość warstw grafenu. Jako alternatywę rozważa się cienkie warstwy miedzi wytwarzane metodami PVD osadzane na nieprzewodzącym podłożu. W niniejszym artykule przedstawiamy własności grafenu wytwarzanego metodą CVD na cienkiej folii miedzianej oraz na warstwach miedzi osadzonych na Si/SiO2. Porównujemy także wyniki otrzymane dla przeniesionych warstw grafenu z obu rodzajów próbek.

Słowa kluczowe

EN

graphene on copper foils; PVD copper films; grain boundaries; Raman spectroscopy

PL

grafen na folii miedzianej; warstwy PVD miedzi; granice ziaren; spektroskopia ramanowska

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 41, nr 2
• Strony: 26--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Pasternak I.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland e-mail: [e-mail]

autor

Grodecki K.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland
• Faculty of Physics, University of Warsaw, Hoza 69, 00-681 Warsaw, Poland

autor

Piątkowska A.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland

autor

Ciuk T.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland
• Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Warsaw University of Technology, Koszykowa 75, 00-662 Warsaw, Poland

autor

Caban P.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland

autor

Strupiński W.

• Institute of Electronic Materials Technology, Wolczynska 133, 01-919 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Sukang Bae, Hyeongkeun Kim, Youngbin Lee, Xiangfan Xu, Jae-Sung Park, Yi Zheng, Jayakumar Balakrishnan, Tian Lei, Hye Ri Kim, Young Il Song, Young-Jin Kim, Kwang S. Kim, Barbaros Ozyilmaz, Jong-Hyun Ahn, Byung Hee Hong, Sumio Iijima: Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes, Nature Nanotechnology, 2010 5, 574 – 578
• [2] Alfonso Reina, Hyungbin Son, Liying Jiao, Ben Fan, Mildred S. Dresselhaus, ZhongFan Liu, Jing Kong: Transferring and Identification of Single - and Few- -Layer Graphene on Arbitrary Substrates, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 46,17741 - 17744
• [3] Li X., Cai W., An J., Kim S., Nah J., Yang D., Piner R., Velamakanni A., Jung I., Tutuc E. , Banerjee S. K., Colombo L., Ruoff R. S.: Large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper foils, Science, 2009, 324, 1312 – 1314
• [4] Gao L., Guest J. R., Guisinger N. P.: Epitaxial Graphene on Cu(111), Nano Lett. 2010, 10, 3512 – 3516
• [5] Druzgalski I. C., Penwell S., Schwartzberg A., Zheng M., Javey A., Bokor J., Zhang Y.: Direct Chemical Vapor Deposition of Graphene on Dielectric Surfaces, Nano Lett., 2010, 10, 1542 – 1548
• [6] Levendorf M. P., Ruiz-Vargas C. S., Garg S., Park J., Transfer-Free Batch Fabrication of Single Layer Graphene Transistors, Nano Lett., 2009, 9, 12, 4479 - 4483
• [7] Liang X., Sperling B. A., Calizo I. , Cheng G., Hacker Ch. A., Zhang Q., Obeng Y., Yan K., Peng H., Li Q., Zhu X., Yuan H., Hight Walker A. R., Liu Z., Peng L., Richter C. A.: Toward Clean and Crackless Transfer of Graphene, ACS Nano, 2011, 5, 9144 – 9153
• [8] Krupka J., Strupinski W.: Measurements of the sheet resistance and conductivity of thin epitaxial grapheme and SiC films, Appl. Phys. Letters, 2010, 96, 082101
• [9] Krupka J., Strupinski W. , Kwietniewski N., Microwave Conductivity of Very Thin Graphene and Metal Films, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2011, 11, 3358 - 3362
• [10] F errari, A. C., Meyer, J. C., Scardaci, V., Casiraghi, C., Lazzeri, M., Mauri, F., Piscanec, S., Jiang, D., Novoselov, K. S., Roth, S., Geim, A. K.: Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers, Phys. Rev. Lett., 2006, 97, 187401
• [11] Mohiuddin T. M. G., Lombardo A., Nair R. R., Bonetti A., Savini G., Jalil R., Bonini N., Basko D. M., Galiotis C., Marzari N., Novoselov K. S., Geim A. K., Ferrari A. C.: Uniaxial strain in graphene by Raman spectroscopy: G peak splitting, Grüneisen parameters, and sample orientation, Phys. Rev. B, 2009, 79, 205433
• [12] Tao L., Lee J., Chou H., Holt M., Ruoff R. S., Akinwande D.: Synthesis of High Quality Monolayer Graphene at Reduced Temperature on Hydrogen Enriched Evaporated Copper (111) Films, ACS Nano, 2012, 6, 2319 – 2325
• [13] Zhao L., Rim K. T., Zhou H., He R., Heinz T. F., Pinczuk A., Flynn G. W., Pasupathy A. N.: Influence of Copper Crystal Surface on the CVD Growth of Large Area Monolayer Graphene, Solid State Commun., 2011, 151, 509 – 513