The coherent, interlayer resistance of a misoriented, rotated interface between two stacks of AB graphite is determined for a variety of misorientation angles. The quantum-resistance of the ideal AB stack is on the order of 1 to 10mΩμm2. For small rotation angles, the coherent interlayer resistance exponentially approaches the ideal quantum resistance at energies away from the charge neutrality point. Over a range of intermediate angles, the resistance increases exponentially with cell size for minimum size unit cells. Larger cell sizes, of similar angles, may not follow this trend. The energy dependence of the interlayer transmission is described.

1.
L.
Britnell
,
R. V.
Gorbachev
,
R.
Jalil
,
B. D.
Belle
,
F.
Schedin
,
A.
Mishchenko
,
T.
Georgiou
,
M. I.
Katsnelson
,
L.
Eaves
,
S. V.
Morozov
,
N. M. R.
Peres
,
J.
Leist
,
A. K.
Geim
,
K. S.
Novoselov
, and
L. A.
Ponomarenko
,
Science
335
,
947
(
2012
).
2.
H.
Yang
,
J.
Heo
,
S.
Park
,
H. J.
Song
,
D. H.
Seo
,
K.-E.
Byun
,
P.
Kim
,
I.
Yoo
,
H.-J.
Chung
, and
K.
Kim
,
Science
336
,
1140
(
2012
).
3.
S.
Chuang
,
R.
Kapadia
,
H.
Fang
,
T. C.
Chang
,
W.-C.
Yen
,
Y.-L.
Chueh
, and
A.
Javey
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
242101
(
2013
).
4.
T.
Georgiou
,
R.
Jalil
,
B. D.
Belle
,
L.
Britnell
,
R. V.
Gorbachev
,
S. V.
Morozov
,
Y.-J.
Kim
,
A.
Gholinia
,
S. J.
Haigh
,
O.
Makarovsky
,
L.
Eaves
,
L. A.
Ponomarenko
,
A. K.
Geim
,
K. S.
Novoselov
, and
A.
Mishchenko
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
100
(
2012
).
5.
W. J.
Yu
,
Z.
Li
,
H.
Zhou
,
Y.
Chen
,
Y.
Wang
,
Y.
Huang
, and
X.
Duan
,
Nature Mater.
12
,
246
(
2013
).
6.
W.
Mehr
,
J.
Dabrowski
,
J.
Christoph Scheytt
,
G.
Lippert
,
Y.-H.
Xie
,
M. C.
Lemme
,
M.
Ostling
, and
G.
Lupina
,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
691
(
2012
).
8.
A. K.
Geim
and
I. V.
Grigorieva
,
Nature
499
,
419
(
2013
).
9.
M. J. W.
Rodwell
,
M.
Le
, and
B.
Brar
,
Proc. IEEE
96
,
271
(
2008
).
10.
G. J.
Morgan
and
C.
Uher
,
Philos. Mag. B
44
,
427
(
1981
).
11.
D. Z.
Tsang
and
M. S.
Dresselhaus
,
Carbon
14
,
43
(
1976
).
12.
S.
Ono
,
J. Phys. Soc. Jpn.
40
,
498
(
1976
).
13.
A. H.
Castro Neto
,
F.
Guinea
,
N. M. R.
Peres
,
K. S.
Novoselov
, and
A. K.
Geim
,
Rev. Mod. Phys.
81
,
109
(
2009
).
14.
W.
Primak
and
L. H.
Fuchs
,
Phys. Rev.
95
,
22
(
1954
).
16.
K.
Matsubara
,
K.
Sugihara
, and
T.
Tsuzuku
,
Phys. Rev. B
41
,
969
(
1990
).
17.
G.
Venugopal
,
G. S.
Kim
, and
S.-J.
Kim
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
50
,
06GE06
(
2011
).
18.
J. M. B.
Lopes dos Santos
,
N. M. R.
Peres
, and
A. H.
Castro Neto
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
256802
(
2007
).
19.
X.
Wu
,
X.
Li
,
Z.
Song
,
C.
Berger
, and
W. A.
de Heer
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
136801
(
2007
).
20.
S.
Latil
,
V.
Meunier
, and
L.
Henrard
,
Phys. Rev. B
76
,
201402
(
2007
).
21.
J.
Hass
,
F.
Varchon
,
J.
Millán-Otoya
,
M.
Sprinkle
,
N.
Sharma
,
W.
de Heer
,
C.
Berger
,
P.
First
,
L.
Magaud
, and
E.
Conrad
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
125504
(
2008
).
22.
S.
Shallcross
,
S.
Sharma
, and
O. A.
Pankratov
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
056803
(
2008
).
23.
S.
Shallcross
,
S.
Sharma
,
E.
Kandelaki
, and
O. A.
Pankratov
,
Phys. Rev. B
81
,
165105
(
2010
).
24.
G.
Trambly de Laissardiere
,
D.
Mayou
, and
L.
Magaud
,
Nano Lett.
10
,
804
(
2010
).
25.
A.
Luican
,
G.
Li
,
A.
Reina
,
J.
Kong
,
R. R.
Nair
,
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
, and
E. Y.
Andrei
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
126802
(
2011
).
26.
J. M. B.
Lopes dos Santos
,
N. M. R.
Peres
, and
A. H.
Castro Neto
,
Phys. Rev. B
86
,
155449
(
2012
).
27.
S.
Shallcross
,
S.
Sharma
, and
O.
Pankratov
,
Phys. Rev. B
87
,
245403
(
2013
).
28.
R.
Bistritzer
and
A. H.
MacDonald
,
Phys. Rev. B
81
,
245412
(
2010
).
29.
V.
Perebeinos
,
J.
Tersoff
, and
P.
Avouris
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
236604
(
2012
).
30.
Y.
Kim
,
H.
Yun
,
S.-G.
Nam
,
M.
Son
,
D. S.
Lee
,
D. C.
Kim
,
S.
Seo
,
H. C.
Choi
,
H.-J.
Lee
,
S. W.
Lee
, and
J. S.
Kim
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
096602
(
2013
).
31.
The resistance values in Ωcm given by Kim et al. are converted to Ωμm2 using an interlayer distance of 3.4 Å so that 1Ωcm=3.4Ωμm2.
32.
S.
Ahsan
,
K. M.
Masum Habib
,
M. R.
Neupane
, and
R. K.
Lake
,
J. Appl. Phys.
114
,
183711
(
2013
).
33.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4841415 for more detailed calculation methods.
34.
J.
Maassen
,
C.
Jeong
,
A.
Baraskar
,
M.
Rodwell
, and
M.
Lundstrom
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
111605
(
2013
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.