Tuning the transport properties of graphene films grown by CVD on SiC(0001): Effect of in situ hydrogenation and annealing
- Creators
- Jabakhanji, Bilal
- Michon, A.
- Consejo, Christophe
- Desrat, Wilfried
- Portail, M.
- Tiberj, Antoine
- Paillet, Matthieu
- Zahab, Ahmed Azmi
- Cheynis, F.
- Lafont, F.
- Schopfer, Félicien
- Poirier, Wilfried
- Bertran, F.
- Le Fevre, P.
- Taleb-Ibrahimi, A.
- Kazazis, D.
- Escoffier, Walter
- Camargo, B. C.
- Kopelevich, Y.
- Camassel, Jean
- Jouault, Benoit
- Others:
- Laboratoire Charles Coulomb (L2C) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
- Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire commun de métrologie LNE-CNAM (LCM) ; Laboratoire National de Métrologie et d'Essais [Trappes] (LNE )-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM) ; HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
- Laboratoire National de Métrologie et d'Essais [Trappes] (LNE )
- Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse (LNCMI-T) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
- Universidade Estadual de Campinas = University of Campinas (UNICAMP)
Description
The structural, optical, and transport properties of graphene grown by chemical vapor deposition (CVD) of propane under hydrogen on the Si face of SiC substrates have been investigated. We show that little changes in temperature during the growth can trigger the passivation of the SiC surface by hydrogen. Depending on the growth condition, hole or electron doping can be achieved, down to a few 1011 cm−2. When the growth temperature is high (T≈1500–1550∘C), we obtain electron-doped graphene monolayers lying on a buffer layer. When the growth temperature is slightly lowered (T≈1450–1500∘C), hole-doped graphene layers are obtained, lying on a hydrogen-passivated SiC surface, as confirmed by the enhancement of the mobility (of the order of 4500 cm2/Vs) and the persistence of weak localization almost up to room temperature (250 K). The high homogeneity of this graphene allows the observation of the half-integer quantum Hall effect, typical of graphene, at the centimeter scale in the best cases. The influence of the SiC steps on the transport properties is discussed.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01200760
- URN
- urn:oai:HAL:hal-01200760v1
- Origin repository
- UNICA