The advent of large-scale graphene grown by chemical vapor deposition (CVD) offers a viable route towards high-frequency (HF) graphene-based analogue electronics. A significant challenge, however, is to synthesize and fabricate HF graphene-based devices with high carrier mobility. Here, we report our efforts to understand and control the CVD growth mechanism of graphene on copper, to characterize the synthesized film, and to fabricate graphene transistors and HF devices. In parallel, we describe the synthesis of large pristine dendritic graphene flakes that we name graphlocons. The electronic transport properties and magnetoresistance were assessed from 300 K to 100 mK and mobility up to 460 cm^2/Vs was obtained with a residual charge carrier density of 1.6x10^12 cm^-2. HF scattering parameters were measured from 0.04 to 20 GHz but they showed no dependence on temperature and magnetic field. This work provides a starting point for improving the structural and electronic properties of CVD graphene, and for exploring new phenomena in the GHz frequency range. / L'avènement du graphène produit à grande-échelle par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ouvre une voie vers l'électronique haute-fréquence (HF) à base de graphène. Synthétiser du graphène possédant une grande mobilité des porteurs de charge et l'incorporer à des dispositifs HF constitue cependant un important défi. Nous présentons ici le fruit de nos efforts pour comprendre et contrôler le mécanisme de croissance CVD du graphène sur le cuivre, caractériser les films ainsi produits, et fabriquer des transistors et dispositifs HF à base de graphène. Parallèlement, nous décrivons la synthèse de grands flocons dendritiques de graphène que nous appelons graphlocons. Les propriété électroniques et la magnetorésistance de ces échantillons ont été mesurées de 300 K à 100 mK et la mobilité la plus élevée obtenue est de 460 cm^2/Vs avec une densité de porteurs de charge résiduels de 1.6x10^12 cm^-2 . Les paramètres S de haute fréquence ont été mesurés de 0.04 à 20 GHz mais aucune dépendance en température ou champ magnétique n'a été observée. Ce travail fourni un point de départ pour améliorer les propriétés structurales et électroniques du graphène produit par CVD, et pour explorer de nouveaux phénomènes dans le domaine des GHz. .
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110547 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Massicotte, Mathieu |
| Contributors | Michael Hilke (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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