We report magnetoresistance (MR) properties from room temperature (300 K) to 2 K in multilayered epitaxial graphene (EG) prepared on C-face of SiC substrate. A large (∼50%) and linear MR is observed at 300 K, which is distinctively different from other carbon materials. This linear MR is attributed to the two-dimensional (2D) transport in the material as inferred from our angular dependence magnetotransport experiments. Furthermore, negative MR behaviour at a low field regime for temperatures ≤20 K is recognised as a weak localization in EG. This study underlines the potential of exploiting multilayered EG on C-face SiC for room temperature magneto-electronic device applications.
REFERENCES
1.
C.
Berger
, Z. M.
Song
, T. B.
Li
, X. B.
Li
, A. Y.
Ogbazghi
, R.
Feng
, Z. T.
Dai
, A. N.
Marchenkov
, E. H.
Conrad
, P. N.
First
, and W. A.
de Heer
, J. Phys. Chem. B
108
, 19912
(2004
).2.
W.
Chen
, S.
Chen
, D. C.
Qi
, X. Y.
Gao
, and A. T. S.
Wee
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 10418
(2007
).3.
Y. M.
Lin
, C.
Dimitrakopoulos
, K. A.
Jenkins
, D. B.
Farmer
, H. Y.
Chiu
, A.
Grill
, and P.
Avouris
, Science
327
, 662
(2010
).4.
R.
Sevak Singh
, V.
Nalla
, W.
Chen
, W.
Ji
, and A. T. S.
Wee
, Appl. Phys. Lett.
100
, 093116
(2012
).5.
R. S.
Singh
, V.
Nalla
, W.
Chen
, A. T. S.
Wee
, and W.
Ji
, ACS Nano
5
, 5969
(2011
).6.
X. S.
Wu
, X. B.
Li
, Z. M.
Song
, C.
Berger
, and W. A.
de Heer
, Phys. Rev. Lett.
98
, 136801
(2007
).7.
A.
Tzalenchuk
, S.
Lara-Avila
, A.
Kalaboukhov
, S.
Paolillo
, M.
Syvajarvi
, R.
Yakimova
, O.
Kazakova
, T. J. B. M.
Janssen
, V.
Fal'ko
, and S.
Kubatkin
, Nat. Nanotechnol.
5
, 186
(2010
).8.
S.
Latil
, V.
Meunier
, and L.
Henrard
, Phys. Rev. B
76
, 201402
(2007
).9.
10.
P. P.
Freitas
, R.
Ferreira
, S.
Cardoso
, and F.
Cardoso
, J. Phys. Condens. Matter
19
, 165221
(2007
).11.
R.
Mahendiran
, A. K.
Raychaudhuri
, A.
Chainani
, and D. D.
Sarma
, Rev. Sci. Instrum.
66
, 3071
(1995
).12.
H.
Weiss
, Structure and Applications of Galvanomagnetic Devices
(Pergaman
, New York
, 1969
).13.
W. R.
Branford
, A.
Husmann
, S. A.
Solin
, S. K.
Clowes
, T.
Zhang
, Y. V.
Bugoslavsky
, and L. F.
Cohen
, Appl. Phys. Lett.
86
, 202116
(2005
).14.
A.
Husmann
, J. B.
Betts
, G. S.
Boebinger
, A.
Migliori
, T. F.
Rosenbaum
, and M. L.
Saboungi
, Nature
417
, 421
(2002
).15.
A.
Patane
, W. H. M.
Feu
, O.
Makarovsky
, O.
Drachenko
, L.
Eaves
, A.
Krier
, Q. D.
Zhuang
, M.
Helm
, M.
Goiran
, and G.
Hill
, Phys. Rev. B
80
, 115207
(2009
).16.
H.
Xu
, J.
Lu
, Y.
Xia
, J.
Yin
, and Z.
Liu
, Solid State Commun.
152
, 1150
(2012
).17.
N.
Žurauskiené
, S.
Balevičius
, V.
Stankevič
, S.
Keršulis
, M.
Schneider
, O.
Liebfried
, V.
Plaušinaitiene
, and A.
Abrutis
, IEEE Trans. Plasma Sci.
39
, 411
(2011
).18.
S.
Jin
, T. H.
Tiefel
, M.
Mccormack
, R. A.
Fastnacht
, R.
Ramesh
, and L. H.
Chen
, Science
264
, 413
(1994
).19.
X.
Wang
, W. M.
Lu
, A.
Annadi
, Z. Q.
Liu
, K.
Gopinadhan
, S.
Dhar
, T.
Venkatesan
, and Ariando
, Phys. Rev. B
84
, 075312
(2011
).20.
S. X.
Zhang
, S. B.
Ogale
, W. Q.
Yu
, X. Y.
Gao
, T.
Liu
, S.
Ghosh
, G. P.
Das
, A. T. S.
Wee
, R. L.
Greene
, and T.
Venkatesan
, Adv. Mater.
21
, 2282
(2009
).21.
L.
Liu
, S. M.
Ryu
, M. R.
Tomasik
, E.
Stolyarova
, N.
Jung
, M. S.
Hybertsen
, M. L.
Steigerwald
, L. E.
Brus
, and G. W.
Flynn
, Nano Lett.
8
, 1965
(2008
).22.
X.
Zhang
, Q. Z.
Xue
, and D. D.
Zhu
, Phys. Lett. A
320
, 471
(2004
).23.
Y. F.
Chen
, M. H.
Bae
, C.
Chialvo
, T.
Dirks
, A.
Bezryadin
, and N.
Mason
, J. Phys. Condens. Matter
22
, 205301
(2010
).24.
B.
Li
, C. Y.
Kao
, J. W.
Yoo
, V. N.
Prigodin
, and A. J.
Epstein
, Adv. Mater.
23
, 3382
(2011
).25.
N. P.
Raju
, V. N.
Prigodin
, K. I.
Pokhodnya
, J. S.
Miller
, and A. J.
Epstein
, Synth. Met.
160
, 307
(2010
).26.
H. G.
Johnson
, S. P.
Bennett
, R.
Barua
, L. H.
Lewis
, and D.
Heiman
, Phys. Rev. B
82
, 085202
(2010
).27.
Z. H.
Ni
, W.
Chen
, X. F.
Fan
, J. L.
Kuo
, T.
Yu
, A. T. S.
Wee
, and Z. X.
Shen
, Phys. Rev. B
77
, 115416
(2008
).28.
Z. H.
Ni
, H. M.
Fan
, Y. P.
Feng
, Z. X.
Shen
, B. J.
Yang
, and Y. H.
Wu
, J. Chem. Phys.
124
, 204703
(2006
).29.
J. A.
Robinson
, M.
Wetherington
, J. L.
Tedesco
, P. M.
Campbell
, X.
Weng
, J.
Stitt
, M. A.
Fanton
, E.
Frantz
, D.
Snyder
, B. L.
VanMil
, G. G.
Jernigan
, R. L.
Myers-Ward
, C. R.
Eddy
, and D. K.
Gaskill
, Nano Lett.
9
, 2873
(2009
).30.
T. J.
McArdle
, J. O.
Chu
, Y.
Zhu
, Z. H.
Liu
, M.
Krishnan
, C. M.
Breslin
, C.
Dimitrakopoulos
, R.
Wisnieff
, and A.
Grill
, Appl. Phys. Lett.
98
, 132108
(2011
).31.
T. A.
Len
, L. Y.
Matzui
, I. V.
Ovsienko
, Y. I.
Prylutskyy
, V. V.
Andrievskii
, I. B.
Berkutov
, G. E.
Grechnev
, and Y. A.
Kolesnichenko
, Low. Temp. Phys.
37
, 819
(2011
).32.
Y.
Oshima
, T.
Takenobu
, K.
Yanagi
, Y.
Miyata
, H.
Kataura
, K.
Hata
, Y.
Iwasa
, and H.
Nojiri
, Phys. Rev. Lett.
104
, 016803
(2010
).33.
J. W.
Bai
, R.
Cheng
, F. X.
Xiu
, L.
Liao
, M. S.
Wang
, A.
Shailos
, K. L.
Wang
, Y.
Huang
, and X. F.
Duan
, Nat. Nanotechnol.
5
, 655
(2010
).34.
V. I.
Falko
, J. Phys. Condens. Matter
2
, 3797
(1990
).35.
E.
McCann
, K.
Kechedzhi
, V. I.
Fal'ko
, H.
Suzuura
, T.
Ando
, and B. L.
Altshuler
, Phys. Rev. Lett.
97
, 146805
(2006
).36.
W. R.
Anderson
, D. R.
Lombardi
, R. G.
Wheeler
, and T. P.
Ma
, IEEE Electron Device Lett.
14
, 351
(1993
).37.
G.
Bergmann
, Int. J. Mod. Phys. B
24
, 2015
(2010
).38.
K.
Eto
, Z.
Ren
, A. A.
Taskin
, K.
Segawa
, and Y.
Ando
, Phys. Rev. B
81
, 195309
(2010
).39.
A. A.
Abrikosov
, Phys. Rev. B
58
, 2788
(1998
).40.
P. N.
Argyres
and E. N.
Adams
, Phys. Rev.
104
, 900
(1956
).41.
R. T.
Bate
, R. K.
Willardson
, and A. C.
Beer
, J. Phys. Chem. Solids
9
, 119
(1959
).42.
J. S.
Hu
and T. F.
Rosenbaum
, Nature Mater.
7
, 697
(2008
).43.
T. J.
Diesel
and W. F.
Love
, Phys. Rev.
124
, 666
(1961
).44.
J. W.
Mcclure
and W. J.
Spry
, Phys. Rev.
165
, 809
(1968
).45.
H.
Tang
, D.
Liang
, R. L. J.
Qiu
, and X. P. A.
Gao
, ACS Nano
5
, 7510
(2011
).46.
M. M.
Parish
and P. B.
Littlewood
, Nature
426
, 162
(2003
).47.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4765656 for thickness determination of epitaxial graphene and its quality evaluation using AFM, Raman spectroscopy measurements, and R vs. T, MR vs. B2, and dMR/dB vs. T plots (http://dx.doi.org/10.1063/1.3692107).
© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
