By using in situ field effect transistor characterization integrated with molecular beam epitaxy technique, we demonstrate the strong surface transfer p-type doping effect of single layer chemical vapor deposition (CVD) graphene, through the surface functionalization of molybdenum trioxide (MoO3) layer. After doping, both the hole and electron mobility of CVD graphene are nearly retained, resulting in significant enhancement of graphene conductivity. With coating of 10 nm MoO3, the conductivity of CVD graphene can be increased by about 7 times, showing promising application for graphene based electronics and transparent, conducting, and flexible electrodes.
REFERENCES
1.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Jiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).2.
J. R.
Williams
, L.
DiCarlo
, and C. M.
Marcus
, Science
317
, 638
(2007
).3.
B.
Özyilmaz
, P.
Jarillo-Herrero
, D.
Efetov
, D. A.
Abanin
, L. S.
Levitov
, and P.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
99
, 166804
(2007
).4.
F.
Schwierz
, Nat. Nanotechnol.
5
, 487
(2010
).5.
R. R.
Nair
, P.
Blake
, A. N.
Grigorenko
, K. S.
Novoselov
, T. J.
Booth
, T.
Stauber
, N. M. R.
Peres
, and A. K.
Geim
, Science
320
, 1308
(2008
).6.
F. H. L.
Koppens
, D. E.
Chang
, and F. J.
García de Abajo
, Nano Lett.
11
, 3370
(2011
).7.
H.
Yan
, T.
Low
, W.
Zhu
, Y.
Wu
, M.
Freitag
, X.
Li
, F.
Guinea
, P.
Avouris
, and F.
Xia
, Nat. Photonics
7
, 394
(2013
).8.
C.
Lee
, X.
Wei
, J. W.
Kysar
, and J.
Hone
, Science
321
, 385
(2008
).9.
H.
Park
, J. A.
Rowehl
, K. K.
Kim
, V.
Bulovic
, and J.
Kong
, Nanotechnology
21
, 505204
(2010
).10.
K. V.
Emtsev
, A.
Bostwick
, K.
Horn
, J.
Jobst
, G. L.
Kellogg
, L.
Ley
, J. L.
McChesney
, T.
Ohta
, S. A.
Reshanov
, J.
Röhrl
, E.
Rotenberg
, A. K.
Schmid
, D.
Waldmann
, H. B.
Weber
, and T.
Seyller
, Nature Mater.
8
, 203
(2009
).11.
Y. M.
Lin
, C.
Dimitrakopoulos
, K. A.
Jenkins
, D. B.
Farmer
, H. Y.
Chiu
, A.
Grill
, and P.
Avouris
, Science
327
, 662
(2010
).12.
X.
Li
, W.
Cai
, J.
An
, S.
Kim
, J.
Nah
, D.
Yang
, R.
Piner
, A.
Velamakanni
, I.
Jung
, E.
Tutuc
, S. K.
Banerjee
, L.
Colombo
, and R. S.
Ruoff
, Science
324
, 1312
(2009
).13.
D.
Wei
and Y.
Liu
, Adv. Mater.
22
, 3225
(2010
).14.
N.
Petrone
, C. R.
Dean
, I.
Meric
, A. M.
van der Zande
, P. Y.
Huang
, L.
Wang
, D.
Muller
, K. L.
Shepard
, and J.
Hone
, Nano Lett.
12
, 2751
(2012
).15.
Y.
Pan
, H.
Zhang
, D.
Shi
, J.
Sun
, S.
Du
, F.
Liu
, and H.
Gao
, Adv. Mater.
21
, 2777
(2009
).16.
C. R.
Dean
, A. F.
Young
, I.
Meric
, C.
Lee
, L.
Wang
, S.
Sorgenfrei1
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, P.
Kim
, K. L.
Shepard
, and J.
Hone
, Nat. Nanotechnol.
5
, 722
(2010
).17.
A. S.
Mayorov
, R. V.
Gorbachev
, S. V.
Morozov
, L.
Britnell
, R.
Jalil
, L. A.
Ponomarenko
, P.
Blake
, K. S.
Novoselov
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, and A. K.
Geim
, Nano Lett.
11
, 2396
(2011
).18.
F.
Schedin
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, E. W.
Hill
, P.
Blake
, M. I.
Katsnelson
, and K. S.
Novoselov
, Nature Mater.
6
, 652
(2007
).19.
P. L.
Levesque
, S. S.
Sabri
, C. M.
Aguirre
, J.
Guillemette
, M.
Siaj
, P.
Desjardins
, T.
Szkopek
, and R.
Martel
, Nano Lett.
11
, 132
(2011
).20.
I.
Gierz
, C.
Riedl
, U.
Starke
, C. R.
Ast
, and K.
Kern
, Nano Lett.
8
, 4603
(2008
).21.
K.
Pi
, K. M.
McCreary
, W.
Bao
, W.
Han
, Y. F.
Chiang
, Y.
Li
, S. W.
Tsai
, C. N.
Lau
, and R. K.
Kawakami
, Phys. Rev. B
80
, 075406
(2009
).22.
W.
Chen
, S.
Chen
, D. C.
Qi
, X. Y.
Gao
, and A. T. S.
Wee
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 10418
(2007
).23.
C.
Coletti
, C.
Riedl
, D. S.
Lee
, B.
Krauss
, L.
Patthey
, K.
von Klitzing
, J. H.
Smet
, and U.
Starke
, Phys. Rev. B
81
, 235401
(2010
).24.
X.
Dong
, D.
Fu
, W.
Fang
, Y.
Shi
, P.
Chen
, and L. J.
Li
, Small
5
, 1422
(2009
).25.
X.
Wang
, J.
Xu
, W.
Xie
, and J.
Du
, J. Phys. Chem. C
115
, 7596
(2011
).26.
D. B.
Farmer
, R.
Golizadeh-Mojarad
, V.
Perebeinos
, Y.
Lin
, G. S.
Tulevski
, J. C.
Tsang
, and P.
Avouris
, Nano Lett.
9
, 388
(2009
).27.
H.
Mao
, Y.
Lu
, J.
Lin
, S.
Zhong
, A. T. S.
Wee
, and W.
Chen
, Prog. Surf. Sci.
88
, 132
(2013
).28.
Z.
Chen
, I.
Santoso
, R.
Wang
, L.
Xie
, H.
Mao
, H.
Huang
, Y.
Wang
, X.
Gao
, Z.
Chen
, D.
Ma
, A. T. S.
Wee
, and W.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
96
, 213104
(2010
).29.
L.
Xie
, X.
Wang
, H.
Mao
, R.
Wang
, M.
Ding
, Y.
Wang
, B.
Özyilmaz
, K. P.
Loh
, A. T. S.
Wee
, Ariando
, and W.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
99
, 012112
(2011
).30.
M.
Kröger
, S.
Hamwi
, J.
Meyer
, T.
Riedl
, W.
Kowalsky
, and A.
Kahn
, Org. Electron.
10
, 932
(2009
).31.
M.
Kröger
, S.
Hamwi
, J.
Meyer
, T.
Riedl
, W.
Kowalsky
, and A.
Kahn
, Appl. Phys. Lett.
95
, 123301
(2009
).32.
Y.
Zhao
, J.
Chen
, W.
Chen
, and D.
Ma
, J. Appl. Phys.
111
, 043716
(2012
).33.
M. C.
Gwinner
, R. D.
Pietro
, Y.
Vaynzof
, K. J.
Greenberg
, P. K. H.
Ho
, R. H.
Friend
, and H.
Sirringhaus
, Adv. Funct. Mater.
21
, 1432
(2011
).34.
J.
Zhong
, H.
Mao
, R.
Wang
, J.
Lin
, Y.
Zhao
, J.
Zhang
, D.
Ma
, and W.
Chen
, Org. Electron.
13
, 2793
(2012
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.