We propose to grow graphene on SiC by a direct carbon feeding through propane flow in a chemical vapor deposition reactor. X-ray photoemission and low energy electron diffraction show that propane allows to grow few-layer graphene (FLG) on 6H-SiC(0001). Surprisingly, FLG grown on (0001) face presents a rotational disorder similar to that observed for FLG obtained by annealing on (000–1) face. Thanks to a reduced growth temperature with respect to the classical SiC annealing method, we have also grown FLG/3C-SiC/Si(111) in a single growth sequence. This opens the way for large-scale production of graphene-based devices on silicon substrate.
REFERENCES
1.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Yiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).2.
A. K.
Geim
and K. S.
Novoselov
, Nature Mater.
6
, 183
(2007
).3.
I.
Forbeaux
, J. -M.
Themlin
, and J. -M.
Debever
, Phys. Rev. B
58
, 16396
(1998
).4.
C.
Berger
, Z.
Song
, X.
Li
, X.
Wu
, N.
Brown
, C.
Naud
, D.
Mayou
, T.
Li
, J.
Hass
, A. N.
Marchenkov
, E. H.
Conrad
, P. N.
First
, and W. A.
de Heer
, Science
312
, 1191
(2006
).5.
J.
Penuelas
, A.
Ouerghi
, D.
Lucot
, C.
David
, J.
Gierak
, H.
Estrade-Szwarckopf
, and C.
Andreazza-Vignolle
, Phys. Rev. B
79
, 033408
(2009
).6.
J. L.
Tedesco
, G. G.
Jernigan
, J. C.
Culbertson
, J. K.
Hite
, Y.
Yang
, K. M.
Daniels
, R. L.
Myers-Ward
, C. R.
Eddy
, Jr., J. A.
Robinson
, K. A.
Trumbull
, M. T.
Wetherington
, P. M.
Campbell
, and D. K.
Gaskill
, Appl. Phys. Lett.
96
, 222103
(2010
).7.
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
).8.
J.
Hass
, F.
Varchon
, J. E.
Millán-Otoya
, M.
Sprinkle
, N.
Sharma
, W. A.
de Heer
, C.
Berger
, P. N.
First
, L.
Magaud
, and E. H.
Conrad
, Phys. Rev. Lett.
100
, 125504
(2008
).9.
J. L.
Tedesco
, B. L.
VanMil
, R. L.
Myers-Ward
, J. M.
McCrate
, S. A.
Kitt
, P. M.
Campbell
, G. G.
Jernigan
, J. C.
Culbertson
, C. R.
Eddy
, Jr., and D. K.
Gaskill
, Appl. Phys. Lett.
95
, 122102
(2009
).10.
A.
Ouerghi
, A.
Kahouli
, D.
Lucot
, M.
Portail
, L.
Travers
, J.
Gierak
, J.
Penuelas
, P.
Jegou
, A.
Shukla
, T.
Chassagne
, and M.
Zielinski
, Appl. Phys. Lett.
96
, 191910
(2010
).11.
V. Y.
Aristov
, G.
Urbanik
, K.
Kummer
, D. V.
Vyalikh
, O. V.
Molodtsova
, A. B.
Preobrajenski
, A. A.
Zakharov
, C.
Hess
, T.
Hänke
, B.
Büchner
, I.
Vobornik
, J.
Fujii
, G.
Panaccione
, Y. A.
Ossipyan
, and M.
Knupfer
, Nano Lett.
10
, 992
(2010
).12.
M.
Portail
, A.
Ouerghi
, A.
Michon
, S.
Vézian
, J. C.
Arnault
, S.
Saada
, S.
Delclos
, P.
Jegou
, T.
Chassagne
, and M.
Zielinski
, “Investigation of the graphitization mechanism on (111) and (100) 3C-SiC/Si epilayers
” (unpublished).13.
E.
Moreau
, F. J.
Ferrer
, D.
Vignaud
, S.
Godey
, and X.
Wallart
, Phys. Status Solidi A
207
, 300
(2009
).14.
A.
Al-Temimy
, C.
Riedl
, and U.
Starke
, Appl. Phys. Lett.
95
, 231907
(2010
).15.
A.
Leycuras
, Mater. Sci. Forum
338–342
, 241
(2000
).16.
For substrates specifications, see http://www.tankeblue.com.
17.
S.
Nishino
, H.
Suhara
, H.
Ono
, and H.
Matsunami
, Appl. Phys. Lett.
42
, 460
(1983
).18.
K. V.
Emtsev
, F.
Speck
, Th.
Seyller
, L.
Ley
, and J. D.
Riley
, Phys. Rev. B
77
, 155303
(2008
).19.
Th.
Seyller
, K. V.
Emtsev
, K.
Gao
, F.
Speck
L.
Ley
, A.
Tadich
, L.
Broekman
, J. D.
Riley
, R. C. G.
Leckey
, O.
Rader
, A.
Varykhalov
, and A. M.
Shikin
, Surf. Sci.
600
, 3906
(2006
).20.
K.
Luxmi
, P. J.
Fisher
, N.
Srivastava
, R. M.
Feenstra
, Y.
Sun
, J.
Kedzierski
, P.
Healey
, and G.
Gu
, Appl. Phys. Lett.
95
, 073101
(2009
).21.
T. L.
Chu
and R. B.
Campbell
, J. Electrochem. Soc.
112
, 955
(1965
).22.
A.
Nakajima
, H.
Yokoya
, Y.
Furukawa
, and H.
Yonezu
, J. Appl. Phys.
97
, 104919
(2005
).23.
Z. Y.
Xie
, C. H.
Wei
, L. Y.
Li
, Q. M.
Yu
, and J. H.
Edgar
, J. Cryst. Growth
217
, 115
(2000
).24.
B. L.
VanMil
, K. -K.
Lew
, R. L.
Myers-Ward
, R. T.
Holm
, D. K.
Gaskill
, C. R.
Eddy
, Jr., L.
Wang
, and P.
Zhao
, J. Cryst. Growth
311
, 238
(2009
).25.
A. A.
Burk
and L. B.
Rowland
, J. Cryst. Growth
167
, 586
(1996
).26.
C.
Riedl
, C.
Coletti
, T.
Iwasaki
, A. A.
Zakharov
, and U.
Starke
, Phys. Rev. Lett.
103
, 246804
(2009
).© 2010 American Institute of Physics.
2010
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.