I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   3 ,  J u n e   201 7 ,   p p .   144 4 ~ 145 1   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 7 i 3 . p p 1 4 4 4 - 1451           1444       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   The  Ab - initio   S tu dy  of Bul k  Si ng le  La y er De fec ted  G ra phene  t o w a rds G ra phen e Device        M a rr ia t y i  M o rsin 1 ,  Yus m ee r a z  Yus o f 2   1   De p a rtm e n t  o f   P o ly th e c n ic,  M i n istry   o f   Ed u c a ti o n   M a lay sia ,   P re sin t  4 ,   6 2 1 0 0   W . P   P u traja y a ,   M a la y sia   1, 2   De p a rtm e n t  o f   El e c tro n ic an d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,     Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a lay sia ,   Jo h o r  Ba h ru ,   8 1 3 1 0   Jo h o r,   M a lay s ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   10 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Ma y   5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   26 ,   2 0 1 7       G ra p h e n e   is   a   p ro m isin g   n e w   m a teria l  f o r  th e   c o n stru c ti o n   o f   g ra p h e n e   d e v ice s  b e c a u se   o f   it s  su rf a c e   m o d if ica ti o n   c a n   b e   tu n e d   t h e   b a n d   g a p .   In   t h is   p a p e r,   t h e   e lec tro n ic  a n d   tran s p o rt   c h a ra c teristics   o f   d e f e c ted   g ra p h e n e   d e v ice   a re   in v e stig a ted .   Bo th   th e   e lec tro n ic  a n d   tran sp o rt  c h a ra c t e risti c s  a r e   sim u late d   u sin g   d e n sity   f u n c ti o n a l  th e o ry   (DFT ).   T h e   b a n d   stru c tu re s  a n d   tran sm issio n   sp e c tra  a re   a n a l y z e d .   T h e   c o n d u c tan c e   a n d   th e rm a l  c o n d u c ta n c e   c h a ra c teristic  f o r  b o th   g ra p h e n e   is   c o m p a re d .   F ro m   th e   sim u latio n ,   it   is  f o u n d   th a t  th e   c o n d u c tan c e ,   t h e rm a l  c o n d u c tan c e ,   a n d   t h e   I - V  c u rv e s  d e p e n d   o n   t h e   tran sm issio n   sp e c tru m   o f   th e   g ra p h e n e   s h e e t  o r  g ra p h e n e   d e v ice   it se lf .   T h e   c o m p a riso n   b e tw e e n   th e   d e fe c ted   g ra p h e n e   it se lf   sh o ws   th a t  th e   si n g le  la y e r   w it h   tw o   v a c a n c ies   sh o w s b e tt e r  p e rf o r m a n c e .   K ey w o r d :   B an d   s tr u ct u r e   Def ec t   Den s i t y   o f   s tate   Gr ap h en e   T r an s m is s io n   s p ec tr u m   Co p y rig h t  ©   2 0 1 7   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yu s m ee r az   Y u s o f ,     Dep ar t m en t o f   E lectr o n ic  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,     Un i v er s iti T ek n o lo g i M ala y s ia ,     J o h o r   B ah r u ,   8 1 3 1 0   J o h o r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  y u s m ee r az @ f k e. u t m . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   Gr ap h en e  h as  g ain ed   s o   m u ch   in ter est  s i n ce   it  w as d i s co v er e d   in   2 0 0 4   [ 1 ] .   T h e  r esear ch   p er tain i n g   to   its   p h y s ical  a n d   elec tr o n ic  p r o p er ties   h as  b ee n   tr e m e n d o u s .   T h e  p r esen ce   o f   th e  co n ical   s h ap e  at  th e  Dir ac   p o in t  m a k es  g r ap h e n e  v er y   c o m p eti tiv e  in   elec tr o n ics  ap p licatio n .   D u e  to   th e  f ac t  t h at   g r ap h en e  i s   a  2 - d i m en t io n al  ( 2 D)   m a ter ial  t h at  h as  h i g h   b allis tic s   elec tr o n ic  tr an s p o r t  [ 1 ] ,   m a n y   e f f o r ts   h av e  b ee n   d o n e  to   s h o w   t h e  g r ea t  p o ten tia l  o f   g r ap h en e  a s   s e n s i n g   a n d   d etec ti o n   d ev ice.   De s p ite  t h e  o u t s ta n d in g   p r o p er ties ,   o n e  ca n n o t e x clu d e  t h e  p o ten tial d ef ec t p r esen t o n   th e  g r ap h en e  s u r f ac e  [ 2 ] .    T h is   h o n e y co m b   s tr u c tu r e,   o n e - ato m - t h ic k   m ater ial  co n s i s t  o f   s p 2 - b o n d ed   ca r b o n   [ 3 ] .   T h e  n o r m a l   p er f ec t  h o n e y co m b   s tr u ct u r e  is   ca lled   p r is tin e  g r ap h en e.   W h ils t  t h e  u n p er f ec ted   h o n e y co m b   s tr u ctu r e  i s   ca lled   th e  d e f ec ted   g r ap h e n e.   T h er e  ar e  s ev er al  t y p e s   o f   d ef ec t  r elate d   to   g r ap h e n e  ac co r d in g   to   B an h ar t  et. a l   [ 4 ] .   T h e  d ef ec ts   ca n   b e  ex tr in s ic  o r   in tr in s ic,   w h er e  it  ca n   ex is t  d u r i n g   g r o w t h   o r   p r o ce s s .   T o   th e  d ate,   th e  in ter est   o f   g r ap h e n e  h as   b ee n   o v e r w h el m i n g   e x p lo r ed   f r o m   t h e  p h y s ical  a s p ec ts   to   th e   elec tr ical   ch ar ac ter is tic s   an d   d esi g n .   T h e  in ter est  o f   r esear ch   also   lin g er s   i n   t h e  to p ic  o f   t h e  co n d u cta n ce   a n d   th e  th er m al  co n d u cta n ce   ap ar t  f r o m   th e  b a n d   s tr u c tu r e ,   d en s it y   o f   s tate  ( DOS) ,   tr an s m i s s io n   s p ec tr u m   a n d   I - V  c u r v e s .   Su c h   as  th e   in ter f ac e  b et w ee n   m etal  a n d   c - ax is   to   t h e  u s e  o f   R a m a n   s p ec tr o m e ter   in   m ea s u r i n g   t h e  r ea d in g s   o f   t h e   co n d u ctan ce   a n d   t h er m al   co n d u ctan ce   [ 5 ] , [ 6 ] .   J ia  Yan g   a n d   co - w o r k er s   [ 7 ]   also   co n d u ct ed   a  r e s ea r ch   in   th er m a l  co n d u cta n ce   b u t  a t  th e  co n tact  ( elec tr o d es)  o f   th e  GFET .   R esear ch   o n   t y p e s   o f   d ef ec t  w as  al s o   d o n e   b y   s o m e  r esear ch er s   s u c h   r ese ar ch   o n   p o in t - d e f ec t  b y   Ma n o h ar an   [ 8 ] ,   Sto n e - W ales  a n d   lat tice  v ac an c y   d ef ec t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Th e  A b - in itio   S t u d y  o f B u lk  S i n g le  La ye r   Defe cted   Gra p h en e  to w a r d s   Gra p h en e  Dev ice  ( Ma r r ia tyi  Mo r s in )   1445   b y   Dip an k ar   Sa h a  [ 9 ]   an d   d ef ec ts   a n d   d o p an t  b y   R a n i   [ 10]   w h er e  s till   th e   d en s i t y   o f   s tate s   a n d   th e   tr an s m is s io n   s p ec tr u m   ar e  a m o n g s t th e  f av o u r ite  i n ter est b es id es th e  I - V  c u r v e s .     T h e  m o ti v atio n   to   d o   th is   s t u d y   i s   to   g i v e  a  p r in cip al  k n o w l ed g e  o n   h o w   t h e  d ef ec t  a f f ec t s   th e  b an d   s tr u ct u r e  an d   d en s it y   o f   s tate s   an d   to   an al y ze   w h at  r ea ll y   ef f ec t  th e  tr a n s m i s s io n   o f   c ar r ier s   o n   g r ap h en e   ch an n el.   I t  w a s   ex p lai n ed   th o r o u g h l y   i n   [ 4 ] ,   b esid es  th e   d if f er e n t  b o n d   le n g t h s   f r o m   p er f ec t  g r ap h e n e   s tr u ct u r e,   s in g le  la y er   w it h   o th er   v ac a n cies   m a y   al s o   af f ec t  th e  elec tr o n ic  p r o p er ties   o f   g r ap h en e.   B u t  y et   ad d itio n al  w o r k s   n ee d   to   b e  d o n e  u s i n g   ex p er i m en t s   o r   s i m u latio n   to   it.   I n   th is   w o r k ,   w e  p r esen t   th e  i m p ac t  o f   v ar io u s   t y p e s   o f   d ef ec t  o n   s i n g le  la y er   g r ap h e n e   s h ee t s   t o   o b s er v e  th e  elec tr o n ic   p r o p er ties   o f   t h e  g r ap h e n e  s h ee t.  T h e n   th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  g r ap h en e  i s   an a l y ze d   in   th e  f o r m   o f   g r ap h e n e  d e v ice.   Her e  t h e  tr an s p o r t  ch ar ac ter i s tics   o f   th e   d ef ec t   ar e   s t u d ied .   I n   t h is   p ap er   th e   tr an s m is s io n   s p ec tr u m ,   t h e  th er m al  co n d u cta n ce   an d   th e   c o n d u ctan ce   o f   s i n g le  la y er   a n d   s in g le  v ac a n c y   i n   s in g le  la y er   g r ap h e n e  i s   r ep o r ted .   T h e  r ea d in g s   ar e  ta k e n   at  th e   0   Fer m i  le v el  e n er g y   at  3 0 0 K  ( r o o m   te m p er atu r e) .   T h e  co n d u ctan c e  an d   th er m a l  co n d u cta n ce   c o ef f icie n t  ar e  also   m ea s u r ed   an d   an al y s ed .   I t  is   h o p ed   t h at  t h e  n e w   f i n d in g   r es u lted   f r o m   t h is   s t u d y   m a y   b ec o m e   an o t h er   t u r n i n g   p o in t  i n   t h e  d ev elo p m e n t  o f   h ig h l y   p er f o r m a n ce   b io s en s o r   to   ca ter   th e  em er g i n g   n ee d   o f   an   ad v an ce d   b io m ed ical  d iag n o s tics   d ev ice  f o r   h ea lt h ca r e  an d   en v ir o n m e n tal  ap p licatio n s .   T h e  n ex t   s ec tio n   w il l  d is cu s s   th e  co m p u tatio n al   m e th o d   in cl u d in g   th e  s o f t w ar e  an d   ca lcu latio n   a s   w e ll a s   t h e  m o d el  o f   t h e  s i m u lated   p r o j ec t.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h e  r esear ch   m et h o d   is   d iv id e d   in to   t w o   ( 2 )   m ai n   p ar t .   T h e  f ir s t  p ar t  is   t h e  s o f t w ar e  an d   c alcu latio n   an d   th e  s ec o n d   p ar t is th e  m o d ellin g .       2 . 1 .   So f t wa re   a nd   Ca lcula t io n   T h e  s i m u latio n s   ar e  d o n e  u s in g   A to m is t ix   T o o l  Kit  ( A T K)   s o f t w ar e  f r o m   Q u a n tu m   W is e.   T h e  s o f t w ar e  is   c h o s e n   b ec au s e  it  s u p p o r ts   s i m u latio n   i n   b u l k   an d   d ev ice  s y s te m   ( b u l k - n a n o d ev ice  s y s te m s )   s u c h   as  tr an s is to r s   [ 1 1 ] .   A ll  ca lc u l atio n s   i n   th e  s i m u latio n   ar e  p er f o r m ed   u s in g   t h e  De n s it y   Fu n ctio n al  T h eo r y   ( DFT )   m eth o d s   [ 1 2 ] ,   w h er e  th e  elec tr o n ic s   an d   tr an s p o r t  ch ar ac ter is tics   o f   v ar io u s   t y p es  o f   d e f ec t  o n   g r ap h en e   ar e  s i m u lated .  T h e  elec tr o n ics  p r o p er ties   o f   g r ap h en e   s h ee ts   s u ch   as  b a n d   s tr u ctu r e s   an d   tr an s m is s io n   s p ec tr a  ar e  ca lcu lated   u s i n g   th e  R ec u r s io n   ca l cu lato r .   Si m ilar   m e th o d s   ar e  u s ed   to   an al y ze   t h e   I V  cu r v e s ,   t h e  co n d u cta n ce   a n d   t h e  t h er m al   co n d u ctan ce .   T o   s o lv e  th e  P o is s o n   eq u atio n   i n   t h e  “ e lectr o d e”   ca lcu latio n s   t h e  m u lti g r id   tech n iq u es  ar e  u s ed .  A ll  o b s er v e d   r esu lts   ar e  an al y ze d   at  th e  v ici n it y   0 eV  ( Fer m i   lev el)   at  3 0 0 K  te m p er atu r e  s et tin g s .       2 . 2 .   M o del   T h e  m o d els  ar e  d iv id ed   in to   tw o   ( 2 )   s ec tio n ;  1 )   th e  b u lk   g r ap h en e  s h ee t   an d   2 )   th e  g r ap h en e  d ev ice  as  s h o w n   in   Fi g u r e  1   a n d   Fi g u r e  2 .   I d en tica l  co n f i g u r atio n   o f   d if f er en t   t y p e s   o f   g r ap h en e  w it h   t h e  s a m e   len g th   an d   w id t h   ar e  d esi g n ed   f o r   th e   s i m u latio n   p u r p o s es.  T h e  t y p es  o f   g r ap h e n e  ar e  t h e  s in g le  la y er   p r is ti n e   ( SL P ) ,   th e  s i n g le  la y er   w ith   a  s in g le   v ac a n c y   ( 1   SV) ,   th e   s in g le  la y er   w it h   t w o   v ac a n cies  ( 2   SV)   an d   th e  s in g le  la y er   w ith   Sto n e - W ales  d ef ec t ( SLSW ) .     Fig u r e  1   s h o w s   t h e  b u l k   g r a p h en e  s h ee t  w i th   d if f er e n t  t y p es  o f   th e   d ef ec t   w it h   th e   le n g t h   o f   th e   g r ap h en e  s h ee t  is   1 3 . 5 5   Å   an d   th e  w id t h   is   7 . 9 1   Å .   T h e  n u m b er   o f   ca r b o n   ato m s   v ar ies   f r o m   4 6   ato m s   to   4 8   ca r b o n   ato m s   d ep en d   o n   t h e  t y p e   o f   d e f ec t.  Fig u r e2   s h o w s   th e  clo s ed   lo o p   g r ap h en e   d ev i ce   s y s te m .   T h e  r ed   b o x   in d icate s   t h e  s o u r ce   an d   d r ain   w h ils t t h e  g r ee n   b o x   i n d ic ates t h e  g ate.   T h e  len g t h   o f   t h e  g r ap h en e  is   1 3 . 5 5   Å   a n d   th e  w id t h   is   7 . 9 1   Å .   T h e  len g t h   o f   t h e  s o u r ce   an d   d r ain   is   s et  to   4 . 9 2   Å .   T h e  d im en s io n   o f   th e  m eta l   g ate  is   s e t to   1 0 . 5   Å   x   8 . 5   Å .       ( a)     ( b )     ( c)     ( d )       Fig u r e  1 .   T h e  id en tical  co n f i g u r atio n   o f   d i f f er e n t t y p e s   o f   g r ap h en e  w h er e  ( a)   SL P   w i th   4 8   ca r b o n   ato m s   ( b )   1   SV  w it h   4 7   ca r b o n   ato m s   ( c)   2   SV  w it h   4 6   ca r b o n   ato m s   an d   ( d )   SL SW   w ith   4 8   ca r b o n   ato m s         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   3 ,  J u n e   2 0 1 7   :   1 4 4 4 –   1 4 5 1   1446   a)     b)     c)     d)       Fig u r e  2 .   T h e  id en tical  co n f i g u r atio n   o f   s in g le  c h an n el  clo s e d   lo o p   s y s te m   w h er e  ( a)   SL P   an d   ( b )   1   SV ( c)   2   SV a n d   ( d )   SL SW   d ef ec t.  T h e  ar r o w ( s )   i n   th e  f i g u r e  s h o w s   t h e  p o s itio n   o f   t h e  m is s in g   ato m s .   R ed   b o x   in d icate s   t h e  r ig h t a n d   lef t e le ctr o d e  ( s o u r ce   an d   d r ain )   an d   t h e  g r ee n   b o x   in d icate s   t h e  g at es       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S     3 . 1 .   T he  elec t ro nic pro pert ies o f   g ra ph ene  s heet s   T h is   s ec tio n   w ill   d is c u s s   a b o u t  th e   elec tr o n ic  p r o p er ties   o f   g r ap h e n e  s h ee t s   i n cl u d in g   t h e   b an d s tr u ct u r e ,   t h e  DO S,  t h e  tr an s m i s s io n   s p ec tr u m   to g eth er   w it h   t h e   th er m al   co n d u cta n ce   a n d   t h e   co n d u ctan ce .   First,  th e  a n al y s es  th e   b an d   s tr u ct u r es  a n d   th e  DOS  o f   t h e  S L P ,   1   SV,  2   SV  an d   S L SW   ar e   ca lcu lated   at  ze r o   b ias  v o lta g e.   As  f o r   th e  b a n d   s tr u c tu r es   w er e  s i m u lat ed   at   p o in t    ( th e  ce n ter   o f   B r illo u i n   zo n e) .   T h e  s i m u latio n   co m p r i s es  th e  ax e s   o f   x ,   y ,   an d   z  o f   th e  g r ap h en e  s h ee t.  W h er e  th e  x   r ep r esen ts   t h e   la y er   o f   t h e  g r ap h e n e  s h ee t,   th e  y   r ep r esen ts   t h e  w id t h   o f   th e   g r ap h e n e  s h ee t a n d   t h e  z   r ep r esen t s   t h e  len g t h   o f  th e  g r ap h e n e  s h ee t.        ( a)     ( b )     ( c)     ( d )       Fig u r e  3 .  T h e  b an d   s tr u ctu r es   o f   th e   ( a)   SL P ,   ( b )   1   SV,  ( c)   2   SV a n d   ( d )   SL SW       No t e  t ha t :   T h e  m a g n i f icatio n   ( in s et s )   ar e   tak e n   f r o m   th e   X  p o in t  o f   t h e  b an d   s tr u ct u r e.   T h ese  in s ets  s h o w   t h e   co n d u ctio n   b an d   a n d   th e  v a len ce   b an d   w h ich   t h e  v a lu e  o f   th e   b an d g ap   is   ca lcu la ted   r esp ec tiv el y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Th e  A b - in itio   S t u d y  o f B u lk  S i n g le  La ye r   Defe cted   Gra p h en e  to w a r d s   Gra p h en e  Dev ice  ( Ma r r ia tyi  Mo r s in )   1447   T h e  b an d   s tr u ctu r e  o f   t h e  g r ap h en e  s h ee ts   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e  3   ( a)   –   ( d )   w h ic h   th e  b an d g ap   is   ca lcu lated   at  p o in t   X.   Her e  it  is   clea r l y   s h o w n   t h e  c h a n g e s   in   b an d   s tr u ct u r e  i n   ea ch   t y p e s   o f   g r ap h e n e.   T h e  en er g y   le v el  f o r   co n d u ctan ce   b an d   an d   v alen ce   b an d   s h if ted   ( u p   an d   d o w n   f r o m   t h e  0   eV)   r esp ec tiv el y   to w ar d s   t y p e s   o f   d ef ec t.  T h e  b an d g ap   is   0 . 0 0   eV,   0 . 5 8 eV,   0 . 3 5   eV  an d   0 . 0 8   eV  f o r   SL P ,   1   SV,  2   SV  an d   SLSW ,   r esp ec tiv el y .   T h e  clo s i n g   o f   b an d g ap   n ea r   t h e  Dir ac   p o in t  f o r   S L P   is   co n f ir m i n g   wh at  h as  b ee n   r ep o r t   b y   B a n h ar t  e t.a l  [ 4 ]   an d   Alle n   an d   W ar n er   [ 1 3 ] ,   w h e n   t h er e  is   n o   ch a n g in g   ( d o p ed ,   r em o v ed ,   ad d ed   etc. )   in   th e  in tr i n s ic  ca r b o n   lattice.   C o n tin u i n g   w it h   t h e  SLSW ,   th e  s m all  b an d g ap   in   S L SW   is   d u e  to   th e  d ef ec t  v io late  in   t h e  lattice  s y m m etr y   b o n d   at  th e  g r ap h e n e  s h ee t   [ 1 4 ] .   A s   th er e  is   n o   m i s s i n g   o r   a d d in g   ca r b o n   ato m s ,   b u t o n l y   t h e  r o tatio n   o f   C - C   b o n d   at  9 0 .   W h en   t h er e  is   a  m i s s i n g   a to m   in   t h e  ca r b o n   s h ee t a s   i n   1   SV  an d   2   SV,  th e  b a n d g ap   w ill  w i d en   o p en .   T h is   p h en o m e n o n   is   d u e  to   th e  f r ee   d an g li n g   b o n d s   o f   th e  ca r b o n   ato m s .   An o th er   cr iter io n   ca n   b e  o b s er v ed   ar e  th e  d ir ec t  an d   i n d ir ec t  r elatio n   o f   t h e  b an d   s tr u ct u r es.   T h e  SL P   an d   t h e  S L SW   h a s   a  d ir ec t  b an d g ap   w h ils t   th e  1   SV  an d   th e  2   SV  h a s   th e  in d ir ec t  b an d g ap .   T h ese  r esu lts   ap p ar en tl y   p r o v en   to   w h a t  h ad   b ee n   r ep o r ted   b y   B ala n d in   [ 5 ]   th at  t h e  g r ap h en e  b an d   g ap   ca n   b e  tu n ed   b y   d ef ec t.       Den s i t y   o f   s tate  ( DOS)   T r an s m is s io n   s p ec tr u m   ( a)   ( i)     ( ii)     ( b )   ( i)     ( ii)     ( c)   ( i)     ( ii)     ( d )   ( i)     ( ii)       Fig u r e  4 .  T h e  d en s it y   o f   s tate  ( DOS)   ( a) ( i)   –   ( d )   ( i)   an d   th e  tr an s m is s io n   s p ec tr u m   ( a)   ( ii)  –   ( d )   ( ii)   o f   th e   ( a) ( i)   SL P ,   1   SV,  2   SV a n d   SLSW   -5 0 5 0 2 4 6 8 E n e r gy ( e V) T ( E )     T r a ns m i s s i o n C o e f f i c i e nt  =  2 -5 0 5 0 2 4 6 8 E n e r gy ( e V) T ( E )     T r a ns m i s s i o n C o e f f i c i e nt  =  1 -5 0 5 0 1 2 3 4 E n e r gy ( e V) T ( E )     T r a ns m i s s i o n C o e f f i c i e nt  = ~ 2.5 -5 0 5 0 1 2 3 4 5 E n e r gy ( e V) T ( E )     T r a ns m i s s i o n C o e f f i c i e nt  =  0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   3 ,  J u n e   2 0 1 7   :   1 4 4 4 –   1 4 5 1   1448   An o th er   f ea tu r e  f o r   th e  elec t r o n ic  p r o p e r ties   o f   b u lk s   g r a p h en e  is   th e  DO S .   T h e  DOS  o f   ea ch   g r ap h en e   b u l k s   ar e  p lo tted   an d   d is p la y ed   i n   Fi g u r e  4   ( a)   ( i)   -   ( d )   ( i)   r esp ec tiv el y .   T h e  D O S o f   th e   S L P   an d   t h e   SLSW   ar e  clea r ly   s h o w n   o n   t h e  0   eV - 1   at  v icin it y   0   en er g y   lev el .  T h is   s it u atio n   co n n ec te d   to   th e  b an d   g ap   in   th e  b an d   s tr u ct u r e  e x p lain e d   e ar lier .   T h e  o cc u p ied   v alen ce   a n d   e m p t y   co n d u ctio n   b a n d s   m ee t  at  Dir ac   p o in t   m ea n s   ze r o   v alu e  at  th e  DOS.   W ith   v a n is h i n g   DO S  at  th e  Di r ac   p o in t  b u t  n o   en er g y   g ap   b et w ee n   th e  v alen ce   an d   co n d u ct io n   b a n d s   [ 1 3 ] .   On e  i n ter est in g   ele m e n t  f o r   S L P ,   th e  DOS  s h o w s   a l m o s t   a   s y m m etr y   f o r m   o f   DOS  i n   t h e  r i g h t  a n d   lef t  x - a x is   o f   th e   d i ag r a m   ( Fi g u r e   4  ( a)   ( i) ) .   A t  t h e  e n er g y   r a n g e   ar o u n d   1 eV  to   1 . 5 eV,   th er e  ar e  p ea k s   ar o s e  at  DOS  v alu e  3 . 2 eV - 1  an d   3 . 5 eV - 1 .    T h e  w id e  b a n d g ap   f ea t u r es  i n   b an d   s tr u ct u r e  a f f ec ted   th e   D OS  i n   1   SV  a n d   2   S V.   O n   t h i s   s p o t,   t h e   e m er g e n ce   o f   th e  g ap   s tate  n e ar   th e   Fer m i - en er g y   le v el  ca n   b e  s ee n   in   Fig u r e  4   ( b )   ( i)   -   ( c )   ( i) .  Un lik e  to   th e  SL P   o r   t h e  S L SW ,   th e   DOS   i n   th e   1   SV   an d   2   SV  s h o w s ,   t h e r e  ar e  u n p air ed   elec tr o n s   in   v i cin it y   o f   v ac an cie s   th u s   r es u lti n g   in to   s p i n   p o lar ized   s tr u ctu r e  [ 1 0 ] .   So ,   it  is   i m p o r tan t  o f   k n o w i n g   t h e  DO S  to   k n o w   t h e  v a lu e  o f   en er g y   g ap   ex is t i n   m a ter ial.   T h e  an al y s is   is   t h en   co n ti n u e d   w it h   t h e  tr an s m is s io n   s p ec tr u m .   T h e  tr a n s m is s io n   co e f f ici en t  is   2 ,   1 ,   2 . 5   an d   0   f o r   SL P ,   1   SV,  2   S V  an d   SL SW   r esp ec ti v el y   ( Fi g u r e  4   ( a)   ( ii)  –   ( d )   ( ii)) .   T h e  lo w er   tr an s m i s s io n   co ef f icie n t s   m a y   b e  r esp o n s ib le  f o r   th e  h i g h er   r esis ti v it y   [ 1 5 ] .   Sin ce   th e  elec tr o n   s ca tter i n g   i s   n o t  i n   th e  li n e   f o r m .   T h e  last   s tag e  o f   t h e  s i m u latio n   is   t h e n   co n ti n u ed   w ith   co n d u ctan ce   a n d   t h er m al  co n d u cta n ce   ( Fi g u r e   5 ) .   Gr ap h en e  ex h ib its   u n iq u e   elec tr ical  co n d u cti v it y   a n d   t h er m al  co n d u cti v it y   d u e  to   t h e  lar g e  m o b ilit y   ca r r ier s .   A s   w e  ca n   s ee   t h e  tr en d   o f   th e  w av e f o r m   f o r   ea ch   p r is tin e  an d   d ef ec ted   g r ap h e n e  s h ee ts   ar e  al m o s t   s i m ilar   f o r   th e  co n d u cta n ce   an d   th e  th er m al  co n d u cta n ce .   F ig u r e   5   ( a)   s h o w s   th e  co n d u ct an ce   co ef f icien t  f o r   th e  2   SV  ( G g   =  1 . 7 1 7 e - 4   S)  s h o w s   5 . 1 4 %  h ig h er   v alu e   co m p ar ed   to   th e  SL P   ( G g   =  1 . 5 4 9 e - 4   S) .   T h e  co n d u ctan ce   co e f f icien t  f o r   SL SW   s h o w s   t h e  least  v a lu e  at  G g   =  3 . 8 4 e - 5   S  an d   f o r   th e  1   SV,  th e  co n d u cta n ce   co ef f icie n t  i s   G g   =  7 . 8 1 3 e - 5   S.  T h e  r esu lt  s h o w s   t h at  t h e  ele ctr o n s   s ca tter ed   d o   g i v e  i m p a ct  w ith   a  lo n g - r a n g e   p o ten tial  o f   co n d u cta n ce   w h e n   t h e  d is o r d er   is   s u f f icie n tl y   l ar g e.   An d   t h e  r es u lt  is   ass u m ed   f o r   th e  S L SW   a s   th er e  is   n o   d an g li n g   ato m   i n   th e  s h ee t.  A ll  a n al y s i s   is   d o n e  at  0   Fer m i  lev el  at  3 0 0 K  is   m ea s u r ed   at  r o o m   te m p er atu r e.   T h e  co n d u cta n ce   co ef f ic ien t   s h o w s   t h at  t h e  2   S V  o f f er s   m o r e  ca r r ier s   p as s   t h r o u g h   t h e  g r ap h en e   m ater ials   co m p ar ed   to   th e  S L P .     T h e  last   o b s er v atio n   f o r   g r ap h en e  s h ee t s   ar e   d o n e  f o r   th er m al  co n d u ctan ce   co e f f icien t  f o r   all  ty p e s   o f   g r ap h en e.   P r o p o r tio n ate  to   th e  co n d u ctan ce   co ef f icie n t,  th e  th er m al  co n d u cta n ce   f o r   th e  g r ap h e n e  s h ee t s   s h o w   d i f f er en t   r es u lt.  Fi g u r e  5   ( b )   s h o w s   clea r l y   th e  th er m al  co n d u ctan ce   f o r   th e  SL P   is   m u ch   h ig h er   th a n   th e   o th er   th r ee   ( 3 )   t y p es  o f   d ef ec t ed   g r ap h en e.   T h e  v a lu e  o f   t h e r m al  co n d u ctan ce   co e f f icie n t  f o r   th e  SL P   i s   K g   =  1 . 1 3 6 e - 9   ( W /K) ,   f o r   th e   1   SV is K g   =  6 . 1 8 e - 10   ( W /K) ,   f o r   th e  2   SV is K g   =  7 . 7 0 9 e - 9   ( W /K) ,   a n d   f o r   th e  SLSW   is   K g   =  6 . 7 4 e - 10   ( W /K) .   W h ich   t h e  1   SV  s h o w s   lo w est  th er m al  co ef f icie n t  f o llo w ed   b y   t h e  S L SW   a n d   th e  2   SV.     T h is   is   an   ag r ee m e n t  w it h   th e  co n d itio n   th at  t h e  p o s itio n   an d   th e  m a g n it u d e  o f   th e  t h e r m al  co n d u cti v it y   m ax i m u m   w ill  d ep en d   o n   th e  co m p eti tio n   b et w ee n   t h e  v ar io u s   s c atter i n g   p r o ce s s   ( b o u n d ar y ,   d ef ec t,  p h o n o n )   [ 1 6 ] .   Fo r   in s tan ce ,   th e  d escr ip tio n   o f   th e  th er m al  co n d u cta n ce   is   th e  m ea s u r e  o f   th e  h ea t  p ass es  in   u n it  ti m e   th r o u g h   a  p late  o f   p ar ticu lar   ar ea   an d   th ic k n e s s   w h en   i ts   o p p o s ite  f ac es d i f f er   in   te m p er at u r e  b y   o n e  Kel v i n .       ( a)     ( b )       Fig u r e  5 .   T h e  tr an s p o r t   ch ar ac ter is tics   ( a)   th e  co n d u cta n ce   an d   ( b )   th e  th er m al  co n d u cta n c e     0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 x  10 -4     C o n d u c t a n c e   ( G   x   1 0 3 ) ( S ) E n e r g y ( e V ) S L P 1S V 2S V S L S W 0 1 2 3 4 5 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 x   1 0 -9     T h e r m a l   C o n d u c t a n c e   ( K   x   1 0 8 ) ( W/ K ) E n e r g y ( e V ) S L P 1   S V 2   S V S L S W Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Th e  A b - in itio   S t u d y  o f B u lk  S i n g le  La ye r   Defe cted   Gra p h en e  to w a r d s   Gra p h en e  Dev ice  ( Ma r r ia tyi  Mo r s in )   1449   No t e  th at :   ( G  ×  1 0 e 3 ) ( S)  is   th e  co n d u ctan ce   f o r   g r ap h e n e  s h e et  w i th   u n it Sie m e n s   a n d   ( K  ×  1 0 e 8 )   ( W /K)   is   th e  to tal  th er m al   co n d u cta n ce   o f   g r ap h en e   ( to tal  t h er m al  co n d u ctan ce   o f   p h o n o n s   an d   th er m al  co n d u cta n ce   o f   elec tr o n s )   w it h   u n it W att/Kel v in     3 . 2 .   G ra ph e ne  dev ice  perf o r m a n ce   T h is   s ec tio n   w i ll  d is c u s s   ab o u t  th e   g r ap h en e   p er f o r m a n ce   i n   d ev ice  f o r m .   T o   co m p ar e  t h e   g r ap h e n e   d ev ice  p er f o r m an ce ,   t h e  v o lta g e  b ias  is   s et  at  2   V.   T h e  co n tact  f o r   th e  r i g h t  elec tr o d es  an d   th e  lef t  e lectr o d es  is   ass u m ed   to   b e  id ea l c o n tact.   A ll t h e  an a l y s is   ar e  d o n e  at  0   Fer m i le v el  at  3 0 0   K  te m p er atu r e  s etti n g .     T h e  tr an s m is s io n   s p ec tr u m   f o r   g r ap h en e  d e v ice  i s   s h o w n   i n   Fi g u r e  6   ( lef t) .   Fro m   t h e  v alu e  o f   th e   tr an s m is s io n   co ef f icie n t  r elate d   to   th e  t y p e  o f   d ef ec t   o n   t h e  g r ap h en e   d ev ice,   i t  s h o w s   th a t   th e  1   SV  d e v ice  i s   m u c h   m o r e  h ig h er   co m p ar ed   to   o th er   ty p es  o f   g r ap h e n e  d ev ice.   W h er e  th e  tr an s m is s io n   s p ec tr u m   co ef f icie n t   its el f   r ef lect  to   t h e  cu r r en t - v o ltag e  c u r v e  at  Fi g u r e  6   ( r ig h t) .   T h e  g r ap h en e  d ev ice  w o r k s   w ell  a t  th e  p r is ti n e   g r ap h en e  a n d   th e  1   SV  at  d e v i ce   lev el  w h er e  w e  ca n   s ee   t h e   s atu r ated   v al u e  o f   t h e  I - V  cu r v es  at  t h e  1 . 8   V  at  4 . 1 1   x   1 0 4  n A   a n d   4 . 0 9   x   1 0 4   n A   cu r r en t  v al u e  r esp ec tiv e l y .   Ho w e v er   th e  p er f o r m an ce   o f   g r a p h e n e  d ev ices   ar e  d eter io r ated   d ep en d in g   o n   th e  d ef ec t t y p e  o n   th e  g r ap h e n e  ch an n el.   Fo r   th e  2   SV,  w e  ca n   s ee   th e   v o ltag e  is   i n cr ea s ed   w it h   t h e   cu r r en t  v al u e.   B u t  at  t h e  c u r r en t  v al u e   1 . 4 6   x   1 0 4  n A   ( at  v o lta g e  v alu e  n ea r   1 . 1 5   V) ,   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h e  g r a p h e n e  d ev ice  s tar ted   to   d ec lin e.   T h e   s a m e   s it u atio n   al s o   h ap p en ed   to   th e   S L SW   g r ap h e n e  d ev ice .   T h e  p er f o r m an ce   o f   t h e  g r ap h en e   d ev ice   s tar t s   to   d eter io r ate  s h o r tly   af ter   2 . 0 2   x   1 0 4   n A   e v en   t h o u g h   w e  ca n   s ee   a  s m o o t h   in cr e m en t  o f   v o ltag e  an d   cu r r en t   v alu e  b e f o r e  th e  b r ea k d o w n   o f   th e  g r ap h e n e  p er f o r m a n ce   at  1 . 8   V.   T h is   r esu lts   ar e  p r ed icted   d u e  to   th e  tr an s m is s io n   s p ec tr u m   co e f f ic ien t  o f   t h e  d e f ec ted   g r ap h e n e  d ev ices  t h at  th e   v al u e  o f   tr a n s m is s io n   co ef f icie n t   is   ap p r o ac h in g   to   ze r o   ( Fig u r e  6   ( lef t ) ) .   T h is   r es u lts   also   an   ag r ee m e n t  to   Ma n o h ar a n   [ 8 ]   th at  ev en   t h o u g h   d ef ec t in d u ce d   th e  b an d   g ap ,   t h e  ca r r ier s   tr an s p o r t a cr o s s   th e   ch an n el  is   n o t a f f ec ted   to   it.           Fig u r e  6 .   T h e  tr an s m i s s io n   s p ec tr u m   ( le f t)   an d   t h e  cu r r en t - v o ltag e  ( r ig h t)   ch ar ac ter is tic s   o f   th e  SL P ,   th e  1   SV,  th e  2   SV a n d   t h e  S L SW     T h e  o v er all  co n cl u s io n   f o r   s i m u latio n   d o n e  f o r   t h r ee   ( 3 )   t y p e s   o f   g r ap h en e   d ef ec t   a n d   t h e  p r is ti n e  g r ap h en e   s h ee t  i s   tab u lated   i n   T ab le  1 .   Fro m   t h e  tab le,   i t  s h o w s   t h at   th e   d ef ec t  o n   g r ap h en e  s h ee t s   d o   g i v e   i m p ac t  to   t h e  b a n d   s tr u ct u r e  b y   s h i f ted   d o w n   to   n eg ati v e  v al u e.   T h en   th e   tr a n s m is s io n   co e f f icien t  f o r   p r is tin e   g r ap h en e  s h ee t  is   s li g h tl y   lo w er   to   t h e  2   SV .  T h is   e f f ec t  th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  g r ap h en e  s h ee t  a s   a   co n d u ctan ce   an d   th er m al  co n d u ctan ce .   T h e  n u m b er s   o f   d e f ec t  al s o   i n f l u e n ce d   t h e  p o ten tial  e n er g y   o f   t h e   g r ap h en e.     T ab le   1 .  T h e  ch ar ac ter is tics   o f   s in g le  la y er   p r is tin e,   s i n g le  la y er   w ith   s i n g le  v ac an c y ,   s i n g l e  la y er   w ith   t w o   v ac an cie s   an d   s i n g le  la y er   w it h   Sto n e - W ales d e f ec t si m u late d   u s in g   Q u an tu m   W is e  at  E F   =  0   eV    at  T   =  3 0 0 K     B a n d   g a p   ( e V )   C h e mi c a l   P o t e n t i a l   ( e V )   T o t a l   En e r g y   ( e V )   T r a n smissi o n   C o e f f i c i e n t   C o n d u c t a n c e   C o e f f i c i e n t ,   G g   (S)   T h e r mal   C o n d u c t a n c e   C o e f f i c i e n t ,   Κ g   ( W / K )   S L P   0   - 5 . 3 7 8 6   - 7 5 8 8 . 1 1 8   2   1 . 5 4 9 e - 04   1 . 1 3 6 e - 09   1   S V   0 . 5 8   - 5 . 2 4 3 7   - 7 4 1 9 . 9 8 5   1   7 . 8 1 3 e - 05   6 . 1 8 e - 10   2   S V   0 . 3 5   - 5 . 0 4 4 0   - 7 2 5 1 . 8 8 4   2 . 5   1 . 7 1 7   e - 04   7 . 7 0 9 e - 10   S L S W   0 . 0 8   - 5 . 3 3 2 5   - 7 5 9 0 . 4 7 1   0   3 . 8 4 e - 05   6 . 7 4 e - 10   S L P   –   S i n g l e   L a y e r   P r i st i n e     1   S V   –   S i n g l e   L a y e r   w i t h   S i n g l e   V a c a n c y   2   S V -   S i n g l e   L a y e r   w i t h   T w o   v a c a n c i e s   S L S W   –   S i n g l e   L a y e r   w i t h   S t o n e - W a l e s Def e c t   -2 -1 0 1 2 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1     T ( E ) E / e V S L P 1S V 2S V S L S W 0 0. 5 1 1. 5 2 0 1 2 3 4 5 x  10 4 V ol t age ,   V   ( V ) C u r r e n t ,   I   ( n A )     S L P 1S V 2S V S L S W Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   3 ,  J u n e   2 0 1 7   :   1 4 4 4 –   1 4 5 1   1450   4.   CO NCLU SI O N   I n   t h is   p ap er ,   w e  h a v e  co n s i d er ed   an   ab - in itio   s tu d y   o n   s in g le  la y er   g r ap h en e   in   b u l k   an d   d ev ic e   f o r m   u s in g   De n s it y   F u n ctio n al  T h eo r y   ( DFT )   m et h o d s .   I n ter esti n g l y ,   w e  ca n   s ee   h o w   t h e  d ef ec t  ca n   m an ip u late  th e   b an d   s tr u ct u r e  an d   t h e  d en s it y   o f   s tate s   i n   t h e  g r ap h en e   s h ee ts .   Su r p r is i n g l y   ev e n   t h o u g h   t h e   d ef ec t  in d u ce d   th e  b a n d   g ap s   i n   t h e  d en s it y   o f   s tates,  t h e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  g r ap h e n e  esp ec iall y   i n   g r ap h en e   d ev ice  is   n o t  a f f ec ted   at  all.   W h at  r ea ll y   m a tter   is   th e  tr an s m i s s io n   s p ec tr u m   th a t  s h o w s   h o w   t h e  ca r r ier s   i n   g r ap h en e  w o r k s .   T h e  tr an s m i s s io n   s p ec tr u m   al s o   g i v e  t h e  r ef lectio n   to   th e  I - V  cu r v es  i n   th e  g r ap h en e  d e v ice.   An d   y et  it  i s   s til l  th e  p r is ti n e  g r ap h en e  d e v ice  s h o w s   b etter   p er f o r m a n ce   co m p ar ed   to   th e   d ef ec ted   g r ap h en e   d ev ice.   T h is   p r o b lem   o cc u r s   m a y   b e  d u e  to   th e  s h o r t  ch a n n el  ef f ec t  b ec au s e  o f   th e  later al  d im e n s io n s   o f   th e   g r ap h en e   ch a n n el  i s   s o   s m all.   T o   b e  f air ,   th e   co m p ar is o n   b et w ee n   th e   p er f o r m a n ce s   o f   d ef ec ted   g r ap h en e   i s   also   d o n e,   w h ic h   it   s h o w s   th at   th e   s i n g le  la y er   w i th   t w o   v ac an cies   it  t h e   b est  d e f ec ts   to   b e   u s ed   as  a   g r ap h en e   d ev ice.         ACK NO WL E D G E M E NT S    T h is   r esear ch   i s   f u n d ed   b y   t h e  R esear c h   U n i v er s it y   Gr a n t  o f   U n iv er s iti  T ek n o lo g i  Ma la y s ia  ( UT M)   u n d er   t h e  Vo te  n o .   1 2 J 1 0 .   T h e  au t h o r s   w o u ld   li k e  to   th a n k   t h e  R esear c h   Ma n a g e m e n t   C e n t r e  o f   UT M  an d   t h e   Min i s tr y   o f   Hi g h er   E d u ca t io n   Ma la y s ia  f o r   th eir   s u p p o r t  an d   co o p er atio n   in cl u d in g   s tu d e n ts   a n d   o th er   in d iv id u als  w h o   ar e  eith er   d ir ec tl y   o r   in d ir ec tl y   i n v o lv ed   i n   t h is   p r o j ec t.       RE F E R E NC E S   [1 ]   K.  S .   No v o se lo v ,   e t  a l. ,   “ El e c tri c   f ield   e ff e c t  in   a to m ica ll y   th in   c a rb o n   f il m s,”  S c ien c e ,   v o l /i ss u e :   306 ( 5 6 9 6 ) ,   p p .   666 – 6 6 9 ,   2 0 0 4 .   [2 ]   L .   D.  Ca rr  a n d   M .   T .   L u sk ,   “ G ra p h e n e   g e ts  d e sig n e r  d e f e c ts, ”   Na t.   Pu b l .   Gr . ,   v o l /i ss u e :   5 ( 5 ) ,   p p .   3 1 6 – 3 1 7 ,   2 0 1 0 .   [3 ]   C.   G .   L e e ,   e t  a l. ,   “ In teg ra ti o n   o f   re d u c e d   g ra p h e n e   o x id e   i n t o   o rg a n ic  f ield - e ff e c t  tran sisto rs  a s  c o n d u c ti n g   e lec tro d e s an d   a s a m e tal  m o d if ic a ti o n   lay e r, ”   Ap p l.   Ph y s.  L e tt . ,   v o l /i ss u e :   95 ( 2 ) ,  p p .   2 3 3 0 4 ,   2 0 0 9 .   [4 ]   F .   Ba n h a rt ,   e t  a l. ,   “ S tru c tu ra l   d e f e c ts  in   g ra p h e n e , ”   AC S   N a n o ,   v o l / i ss u e :   5 ( 1 ) ,   p p .   2 6 – 4 1 ,   2 0 1 1 .   [5 ]   A .   A .   Ba lan d in ,   e t  a l. ,   “ S u p e ri o r   T h e r m a l  Co n d u c ti v it y   o f   S in g le - L a y e r  G ra p h e n e   2 0 0 8 , ”   Na n o   L e tt . ,   v o l.   8 ,   p p .   902 – 9 0 7 ,   2 0 0 8 .   [6 ]   A .   J.  S c h m id t,   e t  a l. ,   “ T h e rm a l   c o n d u c tan c e   a n d   p h o n o n   tran s m is siv it y   o f   m e tal – g ra p h it e   in ter f a c e s,”  J .   Ap p l.   Ph y s. ,   v o l /i ss u e :   1 0 7 ( 10 ) ,  p p .   1 0 4 9 0 7 ,   2 0 1 0 .   [7 ]   J.  Ya n g ,   e t  a l. ,   “ T h e rm a l  c o n d u c t a n c e   im a g in g   o f   g ra p h e n e   c o n tac ts, ”   J .   A p p l.   P h y s. ,   v o l / issu e :   1 1 6 ( 2 ) ,  p p .   2 3 5 1 5 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   M .   M a n o h a ra n   a n d   H.  M izu ta,  “ P o in t   d e f e c t - in d u c e d   tran sp o rt  b a n d g a p   w id e n i n g   in   th e   d o w n sc a led   a rm c h a ir   g ra p h e n e   n a n o rib b o n   d e v ice , ”   Ca rb o n   N.   Y . ,   v o l.   6 4 ,   p p .   4 1 6 – 4 2 3 ,   2 0 1 3 .   [9 ]   D.  S a h a ,   e t  a l. ,   “ Im p a c t  o f   S to n e - W a le s  a n d   latti c e   v a c a n c y   d e fe c ts  o n   th e   e lec tr o - th e rm a l   tran sp o rt  o f   th e   f re e   sta n d in g   str u c tu re   o f   m e talli c   Z GN R, ”   J .   Co mp u t.   E lec tro n . ,   v o l /i s su e :   13 ( 4 ) ,   p p .   8 6 2 – 8 7 1 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   P .   Ra n i  a n d   R .   Bh a n d a ri,   “ DFT   S t u d y   o f   De f e c ts  in   G ra p h e n e , ”   n o .   i,   p p .   2 3 7 – 2 3 9 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   At o mistix T o o lKi t  M a n u a l  ( Ver sio n   1 3 . 8 ) .   .   [1 2 ]   J.   W .   Jia n g ,   e t  a l. ,   “ M in im u m   th e r m a l  c o n d u c tan c e   i n   g ra p h e n e   a n d   b o r o n   n i tri d e   s u p e rlatti c e , ”   A p p l.   Ph y s.   L e tt . ,  v o l /i ss u e :   99 ( 4 ) ,  p p .   4 3 1 0 9 ,   2 0 1 1 .   [1 3 ]   C.   S .   A ll e n   a n d   J.  H.  W a rn e r,   Gr a p h e n e ,   n o .   2 0 0 9 ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   L .   A .   Op e n o v   a n d   A .   I.   P o d li v a e v ,   “ In tera c ti o n   o f   th e   S t o n e - W a les   d e f e c ts  in   g ra p h e n e , ”   Ph y s.  S o l id   S t a te ,  v o l /i ss u e :   57 ( 7 ) ,   p p .   1 4 7 7 – 1 4 8 1 ,   2 0 1 5 .   [1 5 ]   J.  Zh a n g ,   e t  a l. ,   “ El e c tro n ic  a n d   t ra n sp o rt  g a p s  o f   g ra p h e n e   o p e n e d   b y   g ra in   b o u n d a ries , ”   J .   Ap p l .   Ph y s. ,   v o l /i ss u e :   112 ( 5 ) ,   2 0 1 2 .   [1 6 ]   J.   P .   Iss i,   e t  a l . ,  “ El e c tro n   a n d   P h o n o n   T ra n sp o rt  in   G ra p h e n e   I n   a n d   Ou t   o f   T h e   Bu lk :  i n   P h y sic s   o f   G ra p h e n e ,”   S w it z e rlan d ,   S p ri n g e r,   2 0 1 4 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M a rriaty i  M o rsin   re c e iv e d   h e r   Ba c h e lo r  d e g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   (Bi o m e d ica l   En g in e e rin g )  a n d   M a ste r  d e g re e   a t  Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  T u n   Hu ss e in   On n   (UT HM),   Ba tu   P a h a t   in   2 0 0 2   a n d   2 0 0 5 .   S h e   is  c u rre n tl y   a   P h   D.ca n d i d a te  in   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g   a t  Un iv e r siti   Tek n o lo g i  M a la y sia   ( U T M ),   Jo h o r.   He r  re se a r c h   in tere sts  f o c u s o n   d e f e c ted   g ra p h e n e - b a se d   se n so rs. )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Th e  A b - in itio   S t u d y  o f B u lk  S i n g le  La ye r   Defe cted   Gra p h en e  to w a r d s   Gra p h en e  Dev ice  ( Ma r r ia tyi  Mo r s in )   1451       Yu sm e e ra z   Yu so f   re c e iv e d   th e   B. S .   d e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   t h e   M . S .   d e g re e   in   i n teg ra ted   d e sig n   e n g in e e rin g   f ro m   Ke io   U n iv e rsity ,   Ja p a n ,   in   2 0 0 2   a n d   2 0 0 4 ,   re sp e c ti v e l y ,   a n d   th e   P h . D.   d e g re e   in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   a n d   c o m p u ter  sc ien c e   f ro m   Na g o y a   Un iv e rsit y ,   J a p a n ,   in   2 0 1 1 .   Be f o re   sh e   jo in e d   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a lay sia   (U T M )  a s  a   fa c u lt y   m e m b e r  in   2 0 0 6 ,   sh e   w o rk e d   a s  a n   R& D  e n g in e e r  w it h   A lp s  El e c tri c   M a la y sia   f o r  tw o   y e a rs.  S h e   is  c u rre n tl y   a   S e n io r  L e c tu re r  w it h   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   UT M .   He r  c u rre n t  in tere sts  in c lu d e   CM OS   DN A   c h ip ,   se m ico n d u c t o r  a n d   n e w   m a teria l  b io se n so rs,  a n d   p o in t - of - c a re   b io m e d ica l  d e v ice s.     .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.