石墨烯文献汇总(nature and science)

1、南海燕Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Filmsscience OCT 22 2004作者：K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang,S. V. Dubonos,. V. Grigorieva,A. A. Firsov被引次数：5242 机械剥离法制备的石墨烯，A是在普通白光下的图像，B是用原子力显微镜观察的边缘，C是用原子力显微镜观察的单层石墨烯，D是在扫描显微镜下观察到的，E是观察D时所用的基底少层石墨烯的场效应：A是石墨烯电阻率与栅极电压在不

2、同温度下的关系，B是通过一个70K的反向弯转而得到的电导率曲线，C是同一薄膜空穴系数随栅极电压的变化A图是单层石墨烯在不同温度下的ShdH震荡。B图是单层石墨烯在ShdH震荡频率随栅极电压的变化情况通过对机械剥离法制备的石墨烯进行观察研究，主要发现石墨烯在导带和价带之间有一个小小的重叠，电子和空穴在其中都有一个很高的迁移率，这使得它有非常好的导电性。石墨烯只有一个原子厚度，它可以被制成尺寸不到一个分子大小的晶体管，与其他材料不同的是，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也非常的好。石墨烯单电子管在室温下也可以正常工作，因此它具有取代硅的潜质。Atomic-scale imaging

3、 of carbon nanofibre growthnature JAN 29 2004作者：Stig Helveg, Carlos Lo pez-Cartes, Jens Sehested, Poul L. Hansen,Bjerne S. Clausen, Jens R. Rostrup-Nielsen, Frank Abild-Pedersen& Jens K. Nrskov被引次数：513镍催化剂和碳纳米纤维的电子显微图该图是碳纳米纤维在镍表面快速增长的序列图像 a-h是其伸张/收缩的过程本论文首先在镍纳米晶体表面通过分解甲烷制成了碳纳米纤维，其实镍是提供的催化作用。用电子显微镜对其

4、进行了观察，得出了更精确地结构图。其次利用密度泛函数理论分析了碳原子和镍在界面处吸附原子的能力，发现碳的吸附能力比镍强。通过观察和密度泛函数的分析，最终得出结论利用金属作催化剂使碳原子在其表面吸附制备碳纳米纤维的机制是比较优秀的，并且在将来可能得到更加广泛的应用。现在一般就是利用在碳原子在镍铁合金表面的吸附来制备碳纳米纤维。Electronic Confinement and Coherence in Patterned Epitaxial Graphene science MAY 26 2006作者：Claire Berger,Zhimin Song,Xuebin Li， Xiaosong

5、Wu,Nate Brown,Ce cile Naud,Didier Mayou,Tianbo Li， Joanna Hass, Alexei N. Marchenkov,Edward H. Conrad,Phillip N. First, Walt A. de Heer被引次数：1473石墨烯薄膜的生长和表征A是在4H-SiC表面多层石墨烯的低能量电子衍射图。B是石墨化4H-SiC在原子力显微镜下的图像。C是SiC表面单层石墨烯在扫描传输显微镜下的图像。D是C中的石墨烯通过光刻之后的图像。E是石墨烯晶格在扫描电子显微镜下的图像F是另一块石墨烯晶格在电子力显微镜下的图像。为了解释石墨烯中载流子的

6、禁锢和相干而对能带中电子的磁性传输特性分析所做的图像。朗道能级激发的能量变化图由电导波动和弱局域性所导致的电子相干该篇论文首先介绍了高真空条件下加热SiC制备石墨烯的方法步骤，并且对其特性进行了一定的光学表征。其次分析了由于石墨烯晶格与SiC的相互作用，以及石墨烯能带中存在的狄拉克特性而导致其内部电子的量子局限性和相位相干性。通过该篇论文也证实了先前的可以通过电学和化学掺杂来控制载流子密度的猜想是正确的。最后对石墨烯晶格中存在的这种量子相干性提出了一些应用前景，由于石墨烯能带可以被看作电子波导管，因此可以制作纳米电子相干设备。Two-dimensional gas of massless Di

7、rac fermions in graphenenture NOV 10 2005作者：K. S. Novoselov, A. K. Geim1, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos& A. A. Firsov被引次数：3483石墨烯中的电场效应：a是其中一个实验器件（中间的那个石墨烯带的宽度为0.2nm）的扫描电子显微镜图。b是石墨烯的电导率作为门电压Vg的函数。c是石墨烯的霍尔系数RH作为门电压Vg的函数。d是电阻率=1/的最大值与器件的不同迁移率的关系。石墨烯中的量子震荡：a

8、是在恒定的门电压Vg=-60v下，作为磁场B的函数的SdHD。b是在恒定磁场B=12T下，作为Vg的函数的SdHO.石墨烯中的狄拉克费米子：a是BF对载流子浓度n的依赖关系。（n正表示电子，n负表示空穴）。b是分析中使用的fan图像的例子以得到BF。c是对于mc0.069和mc0.023m0，的SdHO振幅(标记)作为T的函数；实线是最佳拟合曲线。d是电子和空穴的回旋质量mc作为其浓度的函数，标记是实验数据，实线是最佳拟合曲线。e是石墨烯的电子能谱，即零带隙二维半导体的能谱，描述了速度为光速的三百分之一的无质量狄拉克费米子。 对于单层石墨烯，其载流子表现为无质量的狄拉克费米子，在狄拉克点（E=

9、0）处，存在一个朗道能级峰，使得费米能级穿越狄拉克点时，出现一个霍尔电导平台的跳跃。纵向电导表现极大，霍尔电导的平台在1/2,3/2, 5/2. 4e2/h处表现为半整数的霍尔量子效应。该论文还描述了几种实验结论：第一，石墨烯的电导率从没有低于一个最小值，即使载流子的浓度趋近于零，这个最小值相当于电导率的量子单元；第二，石墨烯中的整数量子霍尔效应发生反常，其填充因子是半整数；第三，石墨烯中无质量的载流子的回旋质量mc由方程E=mcc*2描述。石墨烯表现出了由狄拉克方程而非薛定谔方程描述的二维粒子气的独特的电子性质，这将为在凝聚态实验中研究量子场论的可能性。该篇论文报道了一种由狄拉克(相对论)方

10、程描述其电子输运的凝聚态系统(石墨烯,即碳单原子层)的实验研究。Experimental observation of the quantumHall effect and Berrys phase in graphenenature NOV 10 2005作者：Yuanbo Zhang, Yan-Wen Tan, Horst L. Stormer & Philip Kim被引次数：3010该组图是在T=1.7K时，石墨烯中电阻、载流子密度、和迁移率随门电压的变化情况。a是无磁场的条件下，在宽度只有5um的石墨烯表面，电阻随门电压的变化情况，电压等于零时，电阻达到一个峰值。（左边是石墨烯的低能

11、量能带结构）。b是石墨烯中载流子密度（空圈）和迁移率（实圈）随门电压的变化函数。a是图一的石墨烯在T=300mk、Vg=15v时测量到的霍尔电阻（黑色）和磁性电阻（红色）随磁场的变化函数。b是图一的石墨烯在B=9T、T=1.6K时测量到的霍尔电阻（黑色）和磁性电阻（橙色）随门电压的变化函数。c是石墨烯中朗道态密度能级和相应的量子霍尔电导率随能量的变化函数。o 本文主要讲述了具有高载流子迁移率的单层石墨烯磁场运输的试验研究。研究发现，通过电磁场作用，能观察到半整数量子霍尔效应；Berry相位的相关性可以通过磁震荡确定。Graphene-based composite materials natu

12、re JUL 20 2006作者：Sasha Stankovich, Dmitriy A. Dikin, Geoffrey H. B. Dommett, Kevin M. Kohlhaas, Eric J. Zimney,Eric A. Stach, Richard D. Piner, SonBinh T. Nguyen & Rodney S. Ruoff被引次数：1368石墨烯聚苯乙烯复合材料的制备过程。a是氧化石墨材料b是通过氧化石墨而制备的石墨烯薄膜c是原子力显微镜下厚度为1nm的带有官能团的氧化石墨烯片层。d被异氰酸盐处理的氧化石墨和未分解的聚苯乙烯在二甲基甲酰胺中的悬浊液。e是在甲醇

13、上凝固之后的混合粉末。f是用同样方法处理过的聚苯乙烯。g是在聚苯乙烯表面处理得到的复合材料在扫描电子显微镜下的放大图像石墨烯聚苯乙烯复合材料在扫描电子显微镜和投射电子显微镜下的图像o 本文主要讲述了对氧化石墨剥离制得的单层氧化石墨做一定化学处理之后，并入复合材料而制备出石墨烯高分子复合材料的方法。这种石墨烯高分子复合材料具有一些很优异的性质（如在力学，电学，热学及其他方面）。Controlling the ElectronicStructure of Bilayer Graphene science AUG 18 2006作者：Taisuke Ohta, Aaron Bostwick, Tho

14、mas Seyller, Karsten Horn, Eli Rotenberg被引次数：743单层石墨烯的电子结构。A是价带和导带在第一布里渊区的K点接触。B是由于石墨层的堆积而破坏了能带的对称性。C是由于不对称性而使价带和导带之间形成能量间隙。 键处的动量能量的色散关系p,和 A-C高度对称方向上的色散关系D-F恒定能量等高线K点处的带隙变化，利用钾的吸附作用改变掺杂浓度而导致的能带演化。A是样品双层石墨烯薄膜的能带结构B-C随着吸附的钾浓度的增长而导致的结构变化。随着钾浓度的增加，K点状态的变化。A是K点能量作为钾掺杂浓度的函数分布曲线B是掺杂浓度对能带参量U和 的影响 1该篇论文首先介

15、绍了石墨烯特殊的能带结构，导带和价带在第一布里渊区的K点接触，即它是一种零带隙的材料。其次选择碱金属钾作为掺杂物来控制载流子密度，从而改变电子附近的能量，使得导带和价带之间的距离发生变化。用碱金属作为掺杂能改变间隙，但是他同时会受到电场作用的影响，因此这种方法并不是最好多的，日后可能会用通过波矢量变化来改变石墨烯的电子结构。Half-metallic graphene nanoribbonsnature NOV 16 2006作者：Young-Woo Son，Marvin L. Cohen& Steven G. Louie被引次数：876在横向外部电场中的锯齿形石墨烯纳米带石墨烯纳米带的能带结

16、构整个数据中费米能量设置为0半金属机制：对于特定自旋方向上的电子来说是金属，而对于自旋方向相反的另一半电子而言是非金属石墨烯纳米带的半金属机制对于系统尺寸的依赖关系该篇论文首先介绍了科学家已经预测到了半金属材料的存在，所谓半金属，即仅对于一半的自由电子来说是金属，而对于另一半电子则是绝缘材料。在该论文中Son等人利用“第一原理”计算预测，纳米尺度的带状石墨烯会有半金属的行为，当将均匀的电磁场施加到这种带上时，这种性质就会出现。这项工作有可能为探索基于石墨烯的“纳米自旋电子材料”开辟一条道路。Room-Temperature Quantum HallEffect in Graphenescien

17、ce MAR 9 2007作者：K. S. Novoselov, Z. Jiang, Y. Zhang, S. V. Morozov, H. L. Stormer, U. Zeitler,J. C. Maan,G. S. Boebinger,P. Kim,A. K. Geim被引次数：538石墨烯中的电场效应：a是其中一个实验器件（中间的那个石墨烯带的宽度为0.2nm）的扫描电子显微镜图。b是石墨烯的电导率作为门电压Vg的函数。c是石墨烯的霍尔系数RH作为门电压Vg的函数。d是电阻率=1/的最大值与器件的不同迁移率的关系。量子霍尔效应是量子力学中一个有名的效应，只能发生在微小的尺度上。自从19

18、80年发现以来，一直吸引着科学家们的目光。这个在低温、高磁场下二维金属电子气体中发现的效应，已经阐明了许多重要的量子力学的问题，加深了我们对于相互作用系统的理解。就像其他许多量子现象，QHE需要在低温下实现，通常低于液氦的沸点。努力提升QHE的温度范围显得十分有必要，这既是希望能够直接观察到量子现象的好奇心的驱使，也是方便实际计量的需要，或者至少提高到液氮的温度上并且在可能的情况下提升其精度，也能大大方便人们的使用。而之前观察到的还没有超过30K。在石墨烯中，QHE可以在室温下被观察到。这是因为石墨烯中载流子非比寻常的特性，表现得像无质量的相对论粒子（无质量的迪拉克费米子）并且在周围环境载流子

19、的迁移伴随着很少的散射。The structure of suspended graphene sheetsnature MAR 1 2007作者：Jannik C. Meyer, A. K. Geim, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, T. J. Booth& S. Roth被引次数：764悬挂石墨烯在穿透式显微镜下的图像石墨烯薄膜的原子分辨图像石墨烯在穿透式显微镜下的图像a,b是单层和双层石墨烯梯形边缘在穿透式电子显微镜下的图像。c-e是入射角为0度，14度和26度的单层石墨烯中的电子衍射图像。f是总强度作为c图中倾角峰的函数图像。g是同样分析方法下的

20、双层石墨烯。显微镜下波形石墨烯的图像a.理想的平面石墨烯b.具有起伏波形的石墨烯在同一显微镜下的图像c.平面薄膜相应的空间和石墨烯的垂直倒晶格d.e是起伏波状薄膜衍射光波的重叠图像f是衍射峰在单晶石墨烯中随倾角的演化图像g是单层和双层石墨烯中衍射峰的半角宽度随入射角的变化o 本文主要讲述了能自由悬浮而不依赖于基底的石墨烯片的结构特征，通过透射电子显微镜法可以发现这种悬浮的石墨烯片表面并不是绝对的平坦。它的表面有弹性的起伏。而这对2D薄膜结构的稳定性及其他性能（力，电，光等）可能起着关键性的作用。Electromechanical Resonators from Graphene Sheets

21、science JAN 26 2007作者：J. Scott Bunch, Arend M. van der Zande,Scott S. Verbridge, Ian W. Frank,David M. Tanenbaum, Jeevak M. Parpia,Harold G. Craighead,Paul L. McEuen被引次数：461o 本文主要讲述了由单层和多层的石墨烯薄片悬浮于二氧化硅槽上而制成的机电共鸣器。其共振频率在兆赫兹范围内，通过光或电的方式激发，通过光学干涉法来检测。Chemically Derived, UltrasmoothGraphene Nanoribbon S

22、emiconductorsscience FEB 29 2008作者：Xiaolin Li, Xinran Wang, Li Zhang, Sangwon Lee, Hongjie Dai被引次数：924用化学方法制备宽度约为10nm的石墨烯纳米带A图左边是石墨烯纳米带稳定的悬浮在PV/DCE溶液中的照片，右边是石墨烯纳米带的形成原理图B-F是不同宽度石墨烯纳米带在原子力显微镜下的图像。不同形态和存在接点的石墨烯纳米带A、B是存在接点的石墨烯纳米带在原子力显微镜下的图像，这些接点是由不同的边缘构成的。C、D是刀状形石墨烯纳米带在原子力显微镜下的图像，其宽度从数万纳米变化到一个非常尖锐的点。E是

23、由于机械形变而导致的存在弯曲和褶皱的石墨烯纳米带在原子力显微镜下的图像室温下石墨烯纳米带场效应管的开关比率图像石墨烯纳米带场效应管的电学性能该篇论文主要介绍了石墨烯纳米带的化学制备方法，他是通过溶液相衍生而成的，因为溶液有非共价聚合官能团的存在，因此石墨烯能够稳定地悬浮在其中，利用吸附作用进而生成石墨烯纳米带。这种石墨烯纳米带展现出了非常好的光滑性，这可能是由于锯齿形或许椅形边缘形成的。石墨烯纳米带制成的场效应晶体管在室温下有一个很好的开关比率，有可能取代硅晶体。Chaotic Dirac Billiard inGraphene Quantum Dotsscience APR 18 2008作

24、者：L. A. Ponomarenko, F. Schedin,M. I. Katsnelson, R. Yang,E. W. Hill, K. S. Novoselov, A. K. Geim被引次数：285石墨烯单电子晶体管量子束缚效应狄拉克碰撞的统计分析图电子在纳米尺度石墨烯设备中的传输该篇论文报告了在近似圆形的石墨烯小量子点器件上观察到石墨烯混沌现象，这一现象的出现可能会对基于石墨烯的物性研究和器件应用产生影响。本文是通过高分辨率电子束来刻蚀制成量子点器件，并在一定温度下测量了其电子输运性质，观测到该器件的电导呈现出清晰的库仑阻塞效应以及量子点激发态电导峰，还对零偏压下量子点库仑振荡峰

25、最近邻峰间距和峰值作了统计分析，表明了量子混沌现象的存在。Fine Structure Constant DefinesVisual Transparency of Graphenescience JUN 6 2008作者：R. R. Nair,P. Blake， A. N. Grigorenko,K. S. Novoselov,T. J. Booth, T. Stauber,N. M. R. Peres, A. K. Geim被引次数：441白光下石墨烯样品单层石墨烯的传输光谱该论文中通过利用可见光线射过单层的石墨烯，观察到一个重要但神秘的宇宙基本常数精细结构常数。尽管只有单层原子厚度，但石

26、墨烯有相当的不透明度，可以吸收大约2.3%的可见光。而相关的理论研究也表明，如果将这一数字除以圆周率，就会得到较为精确的精细结构常数值。精细结构常数是物理学中一个重要的无量纲数，用希腊字母表示，它与量子电动力学有着紧密的渊源。精细结构常数将电动力学中的电荷e、量子力学中的普郎克常数h、相对论中的光速c联系起来，定义为 21137ecMeasurement of the ElasticProperties and Intrinsic Strengthof Monolayer Graphenescience JUL 18 2008作者：Changgu Lee, Xiaoding Wei, Jeff

27、rey W. Kysar,James Hone被引次数：801悬挂石墨烯薄膜的图像A是表面钻有小孔的晶体薄板，这些孔的直径为1-1.5umB是直径为1.5um的薄层在原子力显微镜下的图像。C是对放在晶体板上的石墨烯进行纳米压横处理的原理图。D是断裂薄层在原子力显微镜下的图像。弹性响应的测试结果断裂系数的测试结果该论文对石墨烯的力学性质进行了比较全面的研究。作者选取了10到20微米的石墨烯作为研究对象，先将这些石墨烯样品放在表面钻有小孔的晶体薄板上，这些孔的直径在1到1.5微米，然后利用金刚石制成的探针对放在小孔上的石墨烯施加压力，测试它们的承受能力。结果发现在石墨烯样品开始断裂前，其每100n

28、m米上可承受的最大压力达到2.9uN,这一结果相当于要施加55N的力才可以使1m的石墨烯断裂。由此可见石墨烯具有相当好的力学性能。这种测试方法可以被用在对非线性原子领域进行测试。Control of Graphenes Propertiesby Reversible Hydrogenation:Evidence for Graphane作者：D. C. Elias, R. R. Nair,T. M. G. Mohiuddin,S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall,A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnel

29、son,A. K. Geim, K. S. Novoselov被引次数：508science JAN 30 2009氢化作用引起的石墨烯电子性质的变化：A.B是氢化之前的图像，C.D是氢化之后的图像，E.F是同种样品在低温处理之后的图像氢化石墨烯由金属向绝缘体的转变氢化作用引起的拉曼光谱的变化通过穿透式电子显微镜观察到的氢化石墨烯的结构的变化A氢化之后电子衍射发生的变化，蓝色表示之前的，红色表示氢化后的B晶格间距d的变化，红色是之前的平均值，绿色是氢化后的平均值。C.D是由原来的二维变成三维，蓝色是碳原子，红色是氢原子该论文主要讲述了氢化作用对石墨烯结构和性质的影响，可以使原来的sp2杂化，变为原来的sp3杂化，同时使其由高导电的半金属转变为绝缘体。石墨烯的这种氢化作用是可逆的，因此原始的金属状态、晶格间距、甚至量子霍尔效应效应都可以通过热处理使其还原。氢化的过程给是先将所有的样品在300摄氏度，在氩气中保存四小时，然后再在低温的氢等离子体中处理。Large-scale pattern growth of graphene