Синтез и управление электронной структурой систем на основе графена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор наук Усачев Дмитрий Юрьевич

• Усачев Дмитрий Юрьевич
• доктор наук
• 2016

Оглавление диссертации доктор наук Усачев Дмитрий Юрьевич

Введение

Глава 1. Современное состояние исследований в области синтеза и

управления электронной структурой систем на основе графена

1.1. Графен, его структура и свойства

1.2. Синтез графена и влияние подложки на его свойства

1.2.1. Формирование графена

1.2.2. Изменение подложки после формирования графена

1.2.3. Интеркаляция

1.2.4. Влияние подложки на морфологию графена

1.2.5. Влияние подложки на электронную структуру графена

1.3. Функционализация графена

1.3.1. Ковалентная функционализация

1.3.2. Нековалентная функционализация

1.3.3. Ионная функционализация

1.4. Внедрение примесей в графен

1.4.1. Легрование азотом

1.4.2. Легирование бором и другими элементами

Глава 2. Основные экспериментальные методы

2.1. Дифракция медленных электронов

2.2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.3. Фотоэлектронная спектроскопия с угловым и спиновым разрешением

2.4. Спектроскопия поглощения рентгеновских лучей

2.5. Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия

Глава 3. Влияние подложки на кристаллическую и электронную струк-

туру графена

3.1. Гексагональный нитрид бора как подложка для синтеза графена

3.2. Формирование графена на поверхности силицидов ё-металлов путем интеркаляции кремния

3.3. Свойства графена на поверхностях с несоразмерной кристаллической структурой

3.3.1. Графен на поверхностях никеля с несоразмерной структурой

3.3.1.1. Строение графена на поверхности N1(110)

3.3.1.2. Графен на ступенчатых поверхностях никеля

3.3.2. Графен и гексагональный нитрид бора на поверхности 1г(111)

3.3.2.1. Синтез и кристаллическая структура

3.3.2.2. Электронная структура

3.4. Выводы к главе

Глава 4. Управление электронной структурой графена с помощью примесей

4.1. Внедрение атомов азота в графен

4.1.1. Синтез ^графена

4.1.2. Структура и свойства ^графена

4.1.3. Превращение пиридинового азота в замещающий в квазисвободном ^графене

4.1.4. Кинетика и механизм превращения пиридинового азота в замещающий

4.1.5. Влияние примеси азота на электронную структуру графена

4.1.6. Механизм допирования

4.2. Легирование графена атомами бора

4.2.1. Синтез В-графена

4.2.2. Кристаллическая и электронная структура В-графена . . . 155 4.3. Выводы к главе

Глава 5. Управление электронной структурой графена путем адсорбции

5.1. Хемосорбция водорода и дейтерия

5.2. Адсорбция щелочных металлов

5.2.1. Изменения электронной структуры в процессе формирования системы

5.2.2. Анализ электрон-фононного взаимодействия с помощью ФЭСУР

5.3. Выводы к главе

Глава 6. Спиновое расщепление электронных состояний графена при контакте с ферромагнетиком

6.1. Формирование и структура высокоориентированного интерфейса графен/Со(0001)

6.2. Электронная структура системы графен/Со(0001)

6.3. Природа спин-расщепленного интерфейсного состояния

6.4. Электронная структура графена на подложке N1(111)

6.5. Выводы к главе

Заключение

^исок сокращений и условных обозначений

Литература

227

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез и управление электронной структурой систем на основе графена»

Введение

Актуальность работы. Нобелевская премия по физике в 2010 г.1 не оставила сомнений в том, что графен - кристалл углерода с двумерной гексагональной кристаллической решеткой - является одним из наиболее перспективных материалов для разработки новых электронных устройств. Обнаружены широкие возможности использования графена в элементах транзисторов, памяти, солнечных батарей, топливных ячеек, биосенсоров, катализаторов, аккумуляторов, гибких дисплеев, конденсаторов, спиновых фильтров и т.д., причем область возможных применений продолжает расширяться. Тем не менее, серийный выпуск графеновых устройств пока остается делом будущего. Причина заключается в том, что на пути промышленного производства таких устройств стоит фундаментальная проблема синтеза систем на основе графена с заданной структурой и физико-химическими свойствами, а также характеристиками, превосходящими современные аналоги. Ключевой особенностью этой проблемы является то, что благодаря двумерности кристаллической структуры, свойства графена могут в значительной степени варьироваться под влиянием контакта с различными веществами. С другой стороны, присутствие примесей и дефектов также оказывает существенное влияние на характеристики материала. Существующих знаний и способов синтеза пока недостаточно для эффективного решения имеющихся технологических задач, поэтому исследования графена продолжают вызывать невероятный интерес ученых и технологов. Дальнейший прогресс требует усовершенствования методов получения графена, управления его электронной структурой и систематического изучения его свойств в зависимости от материала подложки и технологии формирования графеновых систем. Представленная диссертация посвящена разработке новых практических подходов к решению этих проблем и, вместе с тем, направлена на понимание фундаментальных меха-

1 Присуждена А. Гейму и К. Новосёлову за новаторские эксперименты в отношении двумерного материала графена

низмов, определяющих взаимосвязь между строением и электронной структурой систем на основе графена. Рекордное число научных статей, публикуемых ежегодно по результатам исследования графена, свидетельствует о не снижающемся интересе к этой области, что говорит об актуальности данной научной проблемы.

Многие свойства материалов в значительной мере связаны с их электронной энергетической структурой. В случае графена, его уникальная электронная структура с конической дисперсией электронных состояний вблизи уровня Ферми ответственна за непревзойденные транспортные свойства, среди которых рекордно высокая подвижность и большая длина спиновой релаксации носителей заряда. Эти и другие свойства лежат в основе предложений по использованию графена в качестве активного элемента в устройствах электроники и спинтроники, например, быстродействующего полевого транзистора и спинового фильтра. Но практическая реализация этих предложений всегда сталкивается с рядом проблем. Например, эффективное использование графена в качестве канала в классическом полевом транзисторе требует создания запрещенной зоны в электронной структуре, тогда как чистый графен является бесщелевым полупроводником. Создание же спинового фильтра сталкивается с проблемой инжекции спин-поляризованных токов из металла в графен вследствие низкой проводимости последнего. В целом, в зависимости от конкретных приложений, для эффективного использования графена в электронных устройствах необходимо иметь возможности управлять шириной запрещенной зоны графена, задавать тип и изменять концентрацию носителей заряда, стимулировать спиновое расщепление электронных состояний, управлять плотностью состояний вблизи уровня Ферми, формировать высококачественные контакты графена с различными металлами, полупроводниками и диэлектриками, и многое другое. Разработка новых подходов к формированию систем на основе графена, мониторингу и целенаправленному изменению их электронной структуры, и является основной целью диссертационной работы.

Цель диссертационной работы - разработка фундаментальных основ и

практических подходов для создания новых функциональных материалов и систем на основе графена, определение взаимосвязи их электронной энергетической структуры с особенностями строения систем и взаимодействия углерода с другими компонентами. Основной задачей работы было формирование и изучение широкого ряда кристаллических тонкослойных систем, характеризуемых различным взаимодействием атомов решетки графена с подложкой, адсорбатом и внедренными примесями. Систематическое изучение влияния на электронную структуру графена, оказываемого подложкой, а также такими процессами, как физическая и химическая адсорбция, легирование, и интеркаляция веществ под слой графена, позволило значительно расширить возможности управления электронными свойствами графена и углубить понимание механизмов формирования тонких особенностей его электронной структуры в различных системах.

Научная новизна. Используя широкий спектр поверхностно-чувствительных методов, в данной работе были выявлены закономерности связывающие строение различных систем на основе графена с их электронной структурой, разработаны методики формирования новых систем и способы целенаправленной модификации электронного спектра графена и его свойств. Работа содержит новые экспериментальные и методические результаты, из которых отдельно следует отметить нижеперечисленные.

1. Впервые экспериментально определена электронная структура вблизи уровня Ферми и показана слабая связь графена с подложкой в тонкослойной системе металл-диэлектрик-полупроводник, в которой графен был сформирован на поверхности широкозонного диэлектрика - гексагонального нитрида бора.

2. Разработан способ эффективного синтеза легированного азотом однослойного графена (К-графена) из молекул триазина на поверхности большой площади. Особенностью предложенного способа является возможность получения хорошо ориентированного монослоя К-графена, что позволило впервые экспериментально определить влияние азота на электронную структуру графена наиболее прямым методом фотоэлектронной спектроскопии. Продемонстрировано,

что внедрение золота под слой ^графена позволяет значительно повысить эффективность допирования путем изменения конфигурации химических связей азота в слое графена при повышенной температуре, что является первым наблюдением подобной химической реакции в графеновом слое.

3. Разработана методология формирования легированного бором графена (В-графена) из молекул карборана, позволяющая внедрять в решетку до 19 ат.% бора. Показано, что при малых концентрациях примеси возможно предпочтительное замещение бором атомов углерода в одной из двух подрешеток графена.

4. Предложен механизм появления реплицированных ветвей электронных состояний в спектрах фотоэмиссии валентной зоны периодически корругирован-ного графена.

5. Экспериментально исследована анизотропия электрон-фононного взаимодействия в сильно легированном графене и оценена константа электрон-фонон-ной связи в системе Ы/графен/силицид. Показано, что полученная оценка допускает возможность экспериментального обнаружения сверхпроводимости в однослойном графене.

6. Продемонстрировано формирование высокоориентированного графена на поверхности Со(0001) и экспериментально доказано существование в нем интерфейсного электронного состояния с одним направлением спина.

Практическая значимость. Многие из полученных результатов могут быть использованы при разработке прототипов электронных устройств на основе графена. В частности, результаты исследования графена, легированного азотом или бором, важны для придания графену электронной или дырочной проводимости. Обнаруженная возможность внедрения атомов примеси в одну из двух подре-шеток графена является важным шагом к созданию уникальных легированных слоев, в которых тип и концентрация носителей заряда определяются типом и количеством примеси, а ширина запрещенной зоны - пространственным распределением примесных атомов. Методики синтеза и результаты исследований легированного графена могут быть востребованы при создании новых материа-

лов для хранения энергии, например, для повышения эффективности углеродных электродов суперконденсаторов и литиевых батарей путем введения примесей. Формирование и изучение свойств контакта графена с силицидами металлов важно для разработки способов совмещения графена с существующими кремниевыми технологиями. Обнаруженные особенности спиновой структуры систем графен/ферромагнетик представляют интерес для использования в устройствах спинтроники.

Методология и методы исследования. В центре внимания в данной диссертации находятся строение и электронная энергетическая структура исследуемых систем на основе графена, поскольку эти характеристики играют решающую роль в понимании физико-химических свойств материалов. Выбор методологии исследования обусловлен стремлением понять особенности изучаемых систем и наблюдаемых явлений на атомарном уровне. Поэтому все исследуемые системы формировались на монокристаллических поверхностях со структурой близкой к идеальной. Синтез систем на монокристаллах металлов в условиях сверхвысокого вакуума обеспечил высокую чистоту образцов, хорошую проводимость и ориентированность кристаллической структуры, что позволило использовать мощный метод исследования дисперсии электронных состояний - фотоэлектронную спектроскопию с угловым разрешением (ФЭСУР). Дополнительно к ФЭС-УР использовались рентгеновская спектроскопия краев поглощения (КЕХЛБ8) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) для анализа стехиометрии и химического состояния атомов в образцах, а также углов направленности п и а орбиталей. Для определения интегральных характеристик кристаллической структуры систем применялась дифракция медленных электронов (ДМЭ), а для визуализации локального строения поверхности использовалась сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) и спектроскопия (СТС). Все используемые методы обладают высокой поверхностной чувствительностью, необходимой для изучения двумерных материалов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный способ формирования графена на поверхности квазисвободного монослоя гексагонального нитрида бора позволяет изготовить ультратонкую структуру металл-диэлектрик-полупроводник, в которой графен характеризуется дираковским электронным спектром без переноса заряда.

2. Интеркаляция кремния под графен, синтезированный на ферромагнитных ё-металлах, приводит к формированию квазисвободного графена на поверхности силицидов этих металлов. Стехиометрия силицидов определяется типом металла и условиями интеркаляции. В случае подложки Со(0001) кремний образует твердый раствор в объеме, и стабильную поверхностную фазу кристаллического силицида на поверхности, контактирующей с графеном.

3. Разработанный способ синтеза легированного азотом высокоориентированного графена на поверхности N1(111), позволяет внедрить 1 — 2 ат.% примеси, характеризуемой преимущественно пиридиновой конфигурацией связей и р-типом допирования. Показано, что интеркаляция золота под ^графен с последующим отжигом системы приводит к превращению большинства пиридиновых примесей в азот замещения, являющийся эффективным электронным донором.

4. В ^графене эффективность конверсии пиридиновой примеси азота в замещающую определяется взаимодействием с материалом подложки и в ряду металлов N1, Ли, Си, Ag, Рё достигает максимума (до 80%) на поверхности Ли. В начале конверсии допирующий эффект замещающего азота в значительной мере подавляется пиридиновой примесью, но по мере превращения эффективность допирования возрастает до уровня 0.5 электрона на атом азота. Это позволяет контролировать тип и концентрацию носителей заряда в графене.

5. Разработанный способ синтеза легированного бором графена на поверхностях N1 и Со, позволяет контролировать концентрацию примеси вплоть до ~ 19 ат.%. При этом атомы бора преимущественно замещают атомы углерода в решетке графена. При низких концентрациях бора (< 5 ат.%) в системе В-графен/№(111) наблюдается предпочтительное внедрение примеси в одну из двух подрешеток графена. При высоких концентрациях бор внедрен хаотично и

приводит к сильному разупорядочению решетки.

6. Контролируемая хемосорбция атомарного водорода и дейтерия на графен позволяет создать запрещенную зону и управлять ее шириной вплоть до ~ 1 эВ. В процессе хемосорбции наблюдается обратный кинетический изотопный эффект, приводящий к более активной адсорбции дейтерия по сравнению с водородом.

7. Электрон-фононное взаимодействие в сильно допированном графене характеризуется значительной анизотропией функции Элиашберга. В спектре взаимодействия помимо оптических фононов графена с энергией 0.16 — 0.2 эВ присутствуют низкоэнергетичные фононы с энергией около 0.07 эВ, вносящие основной вклад в анизотропию ЭФВ. Адсорбция лития на поверхность графена, сформированного на силициде кобальта, приводит к повышению константы элек-трон-фононной связи до 0.34, что предполагает появление сверхпроводимости в графене при температурах, доступных для экспериментальных наблюдений.

8. В электронной структуре высококачественного интерфейса графен/Со(0001) вблизи уровня Ферми образуется спин-поляризованное интерфейсное состояние, имеющее коническую дисперсию и заселенное электронами с одним направлением спина, что является следствием спин-зависимой гибридизации дираковского конуса графена с 3d состояниями Со, расщепленными обменным взаимодействием.

Степень достоверности и апробация результатов. Высокая степень достоверности результатов обеспечивается их проверенной воспроизводимостью в различных экспериментальных установках, использованием самого современного оборудования, применением широкого спектра взаимодополняющих методов, а также согласием с результатами теоретических расчетов. Основные результаты работы были представлены и обсуждались на научных семинарах Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), а также на следующих российских и международных конференциях: XV Международный Симпозиум "Нанофизика и Наноэлектроника" (Нижний Новгород, 2011), International confer-

ence "Advanced Carbon Nanostructures" (ACN) (Санкт-Петербург, 2011), International conference "Atomically Controlled Surfaces and Interfaces" (ACSIN) (Санкт-Петербург, 2011), German-Russian Conference on Fundamentals and Applications of Nanoscience (Берлин, 2012), 2nd International School on Surface Science "Technologies of Measurements on Atomic Scale" (SSS TMAS) (Сочи, 2012), 11th International conference "Advanced Carbon NanoStructures" (ACNS) (Санкт-Петербург, 2013), International Student Conference "Science and Progress" (Санкт-Петербург, 2013), 3rd International School on Surface Science "Technologies of Measurements on Atomic Scale" (SSS TMAS) (Сочи, 2013), 5th Joint BERII and BESSY II User Meeting (Берлин, 2013), XLVIII Школа ПИЯФ по Физике Конденсированного Состояния (ФКС) (Санкт-Петербург, 2014), European Workshop on Epitaxial Graphene and 2D Materials (EWEG/2D'2014) (Хорватия, 2014), The 2nd International Conference on Emission Electronics (ICEE-2014) (Санкт-Петербург, 2014), Interaction Effects in Graphene and Related Materials (IEGR Workshop) (Сан-Себастьян, 2015), первая Российская конференция "Графен: молекула и 2D-кристалл" (Новосибирск, 2015). Полученные результаты были удостоены премии СПбГУ "За вклад в науку молодых исследователей" за цикл научных трудов "Системы на основе графена: фундаментальные свойства и методы синтеза для использования в наноэлектро-нике и спинтронике" в 2013 г.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 24 научных статьях в рецензируемых журналах [1-24] и в 30 тезисах докладов.

Личный вклад автора. Все представленные результаты получены автором лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии. Личный вклад автора состоит в постановке задач и участии в экспериментах, в обработке данных, анализе, систематизации и публикации полученных результатов. Из 24 научных статей по теме диссертации 15 были подготовлены лично автором.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и 6 глав. Работа содержит число страниц - 258, рисунков - 81. Список цитированной литературы содержит число ссылок - 329.

Глава 1

Современное состояние исследований в области синтеза и управления электронной структурой систем на основе графена

1.1. Графен, его структура и свойства

1 рафен представляет собой двумерный кристалл углерода, имеющий сото-образную структуру, изображенную на рис. 1.1а. Слово "графен" вошло в широкое употребление примерно в 1985 г. [25]. Оно было введено для обозначения отдельных углеродных слоев в интеркалированных соединениях графита (в1С). До этого графен называли одноатомным слоем (монослоем) графита. Пленки графита толщиной несколько монослоев сейчас часто называют многослойным графеном. Нобелевский лауреат А. Гейм в одной из своих работ определяет графен как монослой графита, который - и это существенно - достаточно изолирован от своего окружения, чтобы считаться свободным [26]. Необходимость такого уточнения является следствием того, что свойства двумерных (2Б) систем, включая графен, в значительной мере зависят от их взаимодействия с окружением. Тем не менее, слово графен широко используется и в более общей ситуации, когда взаимодействие графитового монослоя с его окружением весьма существенно. Поэтому, говоря о структуре и свойствах графена, необходимо уточнять о какой именно системе идет речь. В ситуации, когда имеется достаточная изоляция от окружения, часто используется термин квазисвободный графен. Примером может служить графен на поверхности некоторых диэлектриков (например гексагонального нитрида бора), взаимодействие с которыми весьма мало. Противоположным примером сильного взаимодействия является графен на поверхности N1(111). Таким образом, каждая система на основе гра-фена обладает своими уникальными свойствами, которые требуют детального

исследования. Это обстоятельство стало одной из причин огромного объема литературы, посвященной изучению графена. Число статей, посвященных графену, уже превзошло 100 тыс., что делает практически невозможным полный обзор литературы по этой теме. Поэтому в данном разделе приводится анализ лишь той литературы, которая необходима для понимания результатов работы, их новизны и значимости в сфере изучения систем на основе графена.

Рис. 1.1. (а) Кристаллическая структура графена, (Ь) элементарная ячейка графена в обратном пространстве (показана пунктиром) и зона Бриллюэна.

Вероятно, первые эксперименты по синтезу и изучению монослоя графита были проведены в 1960-х гг. Среди первых работ, в которых систематично изучались формирование и стабильность графена на поверхности твердого тела, стоит отметить результаты Блэйкли, опубликованные в 1974 г. [27]. Значительный интерес к графену проявился с 2004 г., когда был впервые получен квазисвободный графен и показаны его уникальные транспортные свойства [28].

Графен имеет гексагональную кристаллическую структуру с двумя эквивалентными атомами A и B в элементарной ячейке, показанной пунктиром на

о

рис. 1.1а. Постоянная решетки графена (в графите) составляет а = 2.464 А,

о

а межатомное расстояние равно 1.423 А [29]. Зона Бриллюэна (ЗБ) графена (рис. 1.1Ь) представляет собой правильный гексагон. В ней имеется три типа точек высокой симметрии: Г, К и М. Размер ЗБ определяется расстояниями ГК= 4^/3а = 1.7 А-1 и ГМ= 2п/а^3 = 1.475 А-1. На элементарную ячейку

в к-пространстве (показана пунктиром на рис. 1.1Ь) приходится две точки К, обозначенные К и К.

Высокий интерес к графену вызван широким набором его уникальных свойств. Для квазисвободного графена характерны наибольшая среди всех материалов подвижность носителей заряда, он выдерживает плотность тока на шесть порядков больше, чем медь, обладает рекордной прочностью, гибкостью и теплопроводностью, при нормальных условиях устойчив к воздействию газов [26]. Его проводимостью можно управлять с помощью электрического поля в широких пределах, что делает его перспективным для использования в электронике [28]. Электроны в графене могут перемещаться без рассеяния на расстояния до нескольких микрон, что определяет большую длину спиновой релаксации [30]. Одним из наиболее интригующих свойств графена является то, что носители заряда в нем подчиняются релятивистскому уравнению Дирака для безмассовых частиц [31], поэтому их называют дираковскими фермионами. Это свойство связано с уникальной электронной структурой графена, характеризуемой линейным законом дисперсии электронных состояний вблизи уровня Ферми. И хотя эта линейность известна еще с 1947 г. [32], важность этого свойства была продемонстрирована лишь в 2004 г. с созданием первых прототипов электронных устройств на основе графена [28].

На рис. 1.2а показана схема формирования электронной структуры графена [35-37]. Связь атомов в слое графена обеспечивается а- и ^-связями. Связи а образованы ер2-гибридными орбиталями, тогда как ^-связь обеспечивается негибридной 2рг-орбиталью, направленной перпендикулярно слою. Каждый атом углерода отдает в ^-зону один электрон, поэтому уровень Ферми графена находится у верхнего края ^-зоны .

Аналитическое описание дисперсии зон графена может быть получено с помощью приближения сильной связи (ПСС) [32, 35]. В простейшем случае учета взаимодействий в пределах одной координационной сферы и, пренебрегая перекрытием орбиталей, можно получить следующее выражение для дисперсионной

(а)

2рг -+-</'

2эр2 /ш= 2эр2 5

\ -и

\ 71 / к -■">

а, <3>а.

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 МотепШт (А'1)

Рис. 1.2. (а) Рассчитанная электронная структура графена (из работы [33]) и схема формирования зон из орбиталей двух подрешеток углерода. (Ь) Экспериментально измеренная с помощью ФЭСУР электронная структура графита (из работы [34]).

зависимости ^-состоянии:

Е (к) = ЕР ± г

\

1 + 4 а»2 (ку2) + 4 сов (ку|) сов ^ кх,

(1.1)

¿4 I *)*) ^

где знак + перед радикалом дает решение для связывающей ж-зоны, а знак "—" - для антисвязывающей зоны ж*. Энергия £ представляет собой матричный элемент гамильтониана и приблизительно равна 2.5 эВ. Электронная структура в рамках такой модели показана на рис. 1.3. Разложением функции Е (к) в ряд Тейлора по степеням кх и ку можно показать, что в окрестности точки К ЗБ дисперсионная зависимость представляет собой конус, описываемый выражением

Е (к) — Ер = Ьур к,

(1.2)

где к - модуль квазиимпульса, измеренного относительно точки К ЗБ, а ур ~ 106 м/с - скорость Ферми. Вершина конуса находится на уровне Ферми. Считается, что дисперсию можно считать линейной вплоть до энергий ^ 1 эВ. Благодаря тому, что ЗБ содержит две точки К, в электронной структуре имеются два идентичных независимых конуса электронных состояний (две долины). Поэтому при рассмотрении состояний в области линейности дисперсии необходимо введение дополнительного квантового числа - псевдоспина, показывающего к ка-

□¡гас

Рис. 1.3. Дисперсионная зависимость -к-состояний графена, расчитанная в приближении сильной связи.

кой из двух долин относится рассматриваемое состояние. В итоге эффективное уравнение Шредингера для описания носителей заряда в окрестности точек К без учета спина электронов имеет следующий вид:

{

\

0

0

\

)

Ф±(к) = (Е - Ео)Ф±(к)

±

(1.3)

т

где (к) = (к), (к)) - спинор, образованный блоховскими волновыми функциями двух подрешеток A и B, Ео = Ер, а знак ± соответствует двум точкам К. Это выражение в точности соответствует релятивистскому уравнению Дирака для безмассовых фермионов в двумерном случае. Поэтому можно сказать, что эффективная масса носителей заряда в графене равна нулю. При этом конус электронных состояний называют дираковским, а его вершину - точкой Дирака (Ео). Следует отметить, что в теории твердого тела понятие эффективной массы вводится для параболического спектра электронных состояний. Поскольку носители заряда в графене и в материалах с параболическим спектром описываются уравнениями различного вида, то не следует отождествлять

понятия эффективной массы в этих случаях.

Одним из следствий релятивистского поведения электронов в графене является парадокс Клейна, состоящий в том, что носители тока способны проходить под прямым углом сквозь потенциальные барьеры без обратного рассеяния [38]. Это является следствием уравнения Дирака и одной из причин крайне высокой подвижности носителей заряда в графене.

Необходимо отметить, что графен является не единственным материалом с конической дисперсией электронных состояний. Подобной дисперсией обладают также поверхностные состояния топологических изоляторов [39]. Однако отличительной чертой этих состояний является их уникальная спиновая структура, образующаяся вследствие сильного спин-орбитального взаимодействия. В графене это взаимодействие крайне мало, поэтому состояния вырождены по спину. Это вырождение может быть снято, например, при взаимодействии графена с другими материалами, используемыми в качестве подложки. Взаимодействие с подложкой может также изменять конический спектр состояний, приводя к появлению ненулевой запрещенной зоны.

Возможность изменения электронной структуры графена при его взаимодействии с другими веществами или примесями привела к развитию разнообразных подходов, направленных на управляемое изменение свойств графена для выполнения определенных функций в конкретных областях практического применения [40-44]. Среди них можно выделить несколько ключевых направлений исследований, которые подробно рассмотрены в следующих параграфах.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Усачев Дмитрий Юрьевич, 2016 год

Литература

[1] Dmitry Yu. Usachov, Alexander V. Fedorov, Anatoly E. Petukhov, Oleg Yu. Vilkov, Artem G. Rybkin, Mikhail M. Otrokov, Andres Arnau, Evgueni V. Chulkov, Lada V. Yashina, Mani Far-jam, Vera K. Adamchuk, Boris V. Senkovskiy, Clemens Laubschat, Denis V. Vyalikh. Epitaxial B-Graphene: Large-Scale Growth and Atomic Structure // ACS Nano.— 2015.— Vol. 9.— Pp. 7314-7322.

[2] Dmitry Usachov, Alexander Fedorov, Mikhail M. Otrokov, Alla Chikina, Oleg Vilkov, Anatoly Petukhov, Artem G. Rybkin, YuryM. Koroteev, Evgueni V. Chulkov, Vera K. Adamchuk, Alexander Gruneis, Clemens Laubschat, Denis V. Vyalikh. Observation of Single-Spin Dirac Fermions at the Graphene/Ferromagnet Interface // Nano Lett. — 2015. — Vol. 15. — Pp. 2396-2401.

[3] Д.Ю. Усачёв, А.В. Фёдоров, О.Ю. Вилков, А.В. Ерофеевская, А.С. Вопилов, В.К. Адам-чук, Д.В. Вялых. Формирование и легирование литием графена на поверхности силицида кобальта // ФТТ. — 2015. — Т. 57. — С. 1024-1030.

[4] Elmar Yu. Kataev, Daniil M. Itkis, Alexander V. Fedorov, Boris V. Senkovskiy, Dmitry Yu. Usachov, Nikolay I. Verbitskiy, Alexander Grueneis, Alxei Barinov, Daria Yu. Tsukanova, Andrey A. Volykhov, Kirill V Mironovich, Victor A. Krivchenko, Maksim G. Rybin, Elena D. Obraztsova, Clemens Laubschat, Denis V. Vyalikh, Lada V. Yashina. Oxygen Reduction by Lithiated Graphene and Graphene-Based Materials // ACS Nano. — 2015. — Vol. 9. — Pp. 320-326.

[5] A. Fedorov, C. S. Praveen, N. I. Verbitskiy, D. Haberer, D. Usachov, D. V. Vyalikh, A. Nefedov, C. Woll, L. Petaccia, S. Piccinin, H. Sachdev, M. Knupfer, B. Buchner, S. Fabris, A. Grilneis. Efficient gating of epitaxial boron nitride monolayers by substrate functionalization // Phys. Rev. B. — 2015. — Vol. 92. — P. 125440.

[6] 1.1. Klimovskikh, O. Vilkov, D. Yu. Usachov, A. G. Rybkin, S. S. Tsirkin, M. V. Filianina, K. Bokai, E. V. Chulkov, A. M. Shikin. Variation of the character of spin-orbit interaction by Pt intercalation underneath graphene on Ir(111) // Phys. Rev. B. — 2015. — Vol. 92. — P. 165402.

[7] D. Usachov, A. Fedorov, O. Vilkov, B. Senkovskiy, V.K. Adamchuk, L.V. Yashina, A.A. Volykhov, M. Farjam, N.I. Verbitskiy, A. GrUneis, C. Laubschat, D.V. Vyalikh. The Chemistry of Imperfections in N-Graphene // Nano Lett. — 2014. — Vol. 14. — Pp. 4982-4988.

[8] A.V. Fedorov, N.I. Verbitskiy, D. Haberer, C. Struzzi, L. Petaccia, D. Usachov, O.Y. Vilkov, D.V.

Vyalikh, J. Fink, M. Knupfer, B. Büchner, A. Grüneis. Observation of a universal donor-dependent vibrational mode in graphene // Nat. Commun. — 2014. — Vol. 5. — P. 3257.

[9] O. Vilkov, A. Fedorov, D. Usachov, L. V. Yashina, A. V. Generalov, K. Borygina, N. I. Verbitskiy, A. Grüneis, D. V. Vyalikh. Controlled Assembly of Graphene-Capped Nickel, Cobalt and Iron Silicides // Sci. Rep. — 2013. — Vol. 3. — P. 2168.

[10] Alessio Paris, Nikolay Verbitskiy, Alexei Nefedov, Ying Wang, Alexander Fedorov, Danny Haberer, Martin Oehzelt, Luca Petaccia, Dmitry Usachov, Denis Vyalikh, Hermann Sachdev, Christoph Woell, Martin Knupfer, Bernd Buechner, Lucia Calliari, Lada Yashina, Stephan Irle, Alexander Grueneis. Kinetic Isotope Effect in the Hydrogenation and Deuteration of Graphene // Adv. Func. Mater. — 2013. — Vol. 23. — Pp. 1628-1635.

[11] Д.Ю. Усачёв, А.В. Фёдоров, О.Ю. Вилков, Б.В. Сеньковский, В.К. Адамчук, Б.В. Андрюшеч-кин, Д.В. Вялых. Синтез и электронная структура графена, легированного атомами азота // ФТТ. — 2013.— Т. 55.—С. 1231-1237.

[12] A. A. Rybkina, A. G. Rybkin, A. V. Fedorov, D. Yu. Usachov, M. E. Yachmenev, D. E. Marchenko, O. Yu. Vilkov, A. V. Nelyubov, V. K. Adamchuk, A. M. Shikin. Interaction of graphene with intercalated Al: The process of intercalation and specific features of the electronic structure of the system // Surf. Sci. — 2013. — Vol. 609. — Pp. 7-17.

[13] D. Usachov, A. Fedorov, O. Vilkov, V. K. Adamchuk, L. V. Yashina, L. Bondarenko, A. A. Saranin, A. Grueneis, D. V. Vyalikh. Experimental and computational insight into the properties of the lattice-mismatched structures: Monolayers of h-BN and graphene on Ir(111) // Phys. Rev. B. — 2012. —Vol. 86. —P. 155151.

[14] Danny Haberer, Cristina E. Giusca, Ying Wang, Hermann Sachdev, Alexander V. Fedorov, Mani Farjam, S. Akbar Jafari, Denis V. Vyalikh, Dmitry Usachov, Xianjie Liu, Uwe Treske, Mandy Grobosch, Oleg Vilkov, Vera K. Adamchuk, Stephan Irle, S. Ravi P. Silva, Martin Knupfer, Bernd Büchner, Alexander Grüneis. Evidence for a New Two-Dimensional C4H-Type Polymer Based on Hydrogenated Graphene // Adv. Mater. — 2011. — Vol. 23. — Pp. 4497-4503.

[15] D. Haberer, L. Petaccia, Y. Wang, H. Quian, M. Farjam, S. A. Jafari, H. Sachdev, A. V. Federov, D. Usachov, D. V. Vyalikh, X. Liu, O. Vilkov, V. K. Adamchuk, S. Irle, M. Knupfer, B. Büchner, A. Grüneis. Electronic properties of hydrogenated quasi-free-standing graphene // Phys. Status Solidi B. — 2011. — Vol. 248. — Pp. 2639-2643.

[16] D. Usachov, O. Vilkov, A. Grüneis, D. Haberer, A. Fedorov, V. K. Adamchuk, A. B. Preobrajen-ski, P. Dudin, A. Barinov, M. Oehzelt, C. Laubschat, D. V. Vyalikh. Nitrogen-Doped Graphene: Efficient Growth, Structure, and Electronic Properties // Nano Lett. — 2011.— Vol. 11.— Pp.5401-5407.

[17] Д. Ю. Усачёв, А. М. Добротворский, А. Ю. Варыхалов, А. Г. Рыбкин, В. К. Адамчук. Структурная стабильность ступенчатых поверхностей никеля // ФТТ. — 2011.— Т. 53.— С. 1211-1215.

[18] А. В. Фёдоров, А. Ю. Варыхалов, А. М. Добротворский, А. Г. Чикина, В. К. Адамчук, Д. Ю. Усачёв. Структура графена на поверхности Ni(110) // ФТТ. — 2011. — Т. 53. — С. 1850-1854.

[19] D. Usachov, M. Brzhezinskaya, A. M. Shikin, V. K. Adamchuk. Electronic Structure of Pen-tacene on Ni(110): Comparison with Graphene // Fuller. Nanotub. Car. N. — 2010. — Vol. 18. — Pp. 487-492.

[20] D. Usachov, V. K. Adamchuk, D. Haberer, A. Gruuneis, H. Sachdev, A. B. Preobrajenski, C. Laubschat, D. V. Vyalikh. Quasifreestanding single-layer hexagonal boron nitride as a substrate for graphene synthesis // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 82. — P. 075415.

[21] Д. Ю. Усачёв, В. К. Адамчук, А. М. Добротворский, А. М. Шикин, А. Ю. Варыхалов, O. Rader. Углеродные фазы на поверхностях никеля // Изв. РАН. физ. — 2010.— Т. 74.— С. 30-33.

[22] Д. Ю. Усачёв, А. М. Добротворский, А. М. Шикин, В. К. Адамчук, А. Ю. Варыхалов, O. Rader, W. Gudat. Морфология графена на поверхностях монокристалла Ni. Экспериментальное и теоретическое исследование // Изв. РАН. физ. — 2009. — Т. 73. — С. 719-722.

[23] D. Usachov, A. M. Dobrotvorskii, A. Varykhalov, O. Rader, W. Gudat, A. M. Shikin, V. K. Adamchuk. Experimental and theoretical study of the morphology of commensurate and incommensurate graphene layers on Ni single-crystal surfaces // Phys. Rev. B. — 2008.— Vol. 78.— P. 085403.

[24] Д. Ю. Усачёв, А. М. Шикин, В. К. Адамчук, А. Ю. Варыхалов, O. Rader. Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением геометрически неоднородных поверхностей // ФТТ. — 2007. — Т. 49. — С. 899-907.

[25] H.P. Boehm, R. Setton, E. Stumpp. Nomenclature and terminology of graphite-intercalation compounds. Report by a subgroup of the international committee for characterization and ter-

minology of carbon and graphite on suggestions for rules for the nomenclature and terminology of graphite-intercalation compounds. // Synthetic Metals. — 1985. — Vol. 11. — Pp. 363-371.

[26] A.K. Geim. Graphene: Status and Prospects // Science. — 2009. — Vol. 324. — Pp. 1530-1534.

[27] J. C. Shelton, H. R. Patil, J. M. Blakely. Equilibrium segregation of carbon to a nickel (111) surface: a surface phase transition // Surf. Sci. — 1974. — Vol. 43. — Pp. 493-520.

[28] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov. Electric field effect in atomically thin carbon films // Science. — 2004. — Vol. 306. — Pp. 666-668.

[29] P. Trucano, R. Chen. Structure of graphite by neutron diffraction // Nature. — 1975. — Vol. 258. — P. 136.

[30] Nikolaos Tombros, Csaba Jozsa, Mihaita Popinciuc, Harry T. Jonkman, Bart J. van Wees. Electronic spin transport and spin precession in single graphene layers at room temperature // Nature. — 2007. — Vol. 448. — Pp. 571-U4.

[31] S. Das Sarma, Shaffique Adam, E. H. Hwang, Enrico Rossi. Electronic transport in two-dimensional graphene // Rev. Mod. Phys. — 2011. — Vol. 83. — Pp. 407-470.

[32] P. R. Wallace. The band theory of graphite // Phys. Rev. — 1947. — Vol. 71. — Pp. 622-634.

[33] G. S. Painter, D. E. Ellis. Electronic band structure and optical properties of graphite from a variational approach // Phys. Rev. B. — 1970. — Vol. 1. — Pp. 4747-4752.

[34] 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, A. M. Shikin. Structural and electronic properties of graphite layers grown on SiC(0001) // Surf Sci. — 2006. — Vol. 600. — Pp. 3906-3911.

[35] R. Saito, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. Physical properties of carbon nanotubes. — London: Imperial College Press, 1998.

[36] A. Grüneis, C. Attaccalite, L. Wirtz, H. Shiozawa, R. Saito, T. Pichler, A. Rubio. Tight-binding description of the quasiparticle dispersion of graphite and few-layer graphene // Phys. Rev. B. — 2008. —Vol. 78. —P. 205425.

[37] S. Reich, J. Maultzsch, C. Thomsen, P. Ordejon. Tight-binding description of graphene // Phys. Rev. B. — 2002. — Vol. 66. — P. 035412.

[38] C. W. J. Beenakker. Colloquium: Andreev reflection and Klein tunneling in graphene // Rev. Mod. Phys. — 2008. - Vol. 80. - Pp. 1337-1354.

[39] M. Hasan, C. Kane. Colloquium: Topological insulators // Rev. Mod. Phys. — 2010. — Vol. 82. — Pp.3045-3067.

[40] M.F. Craciun, I. Khrapach, M.D. Barnes, S. Russo. Properties and Applications of Chemically Functionalized Graphene // J. Phys. Cond. Matt. — 2013. — Vol. 25. — P. 423201.

[41] Vivek Dhand, Kyong Yop Rhee, Hyun Ju Kim, Dong Ho Jung. A Comprehensive Review of Graphene Nanocomposites: Research Status and Trends // J. Nanomater. — 2013. — P. 763953.

[42] Haibo Wang, Thandavarayan Maiyalagan, Xin Wang. Review on Recent Progress in Nitrogen-Doped Graphene: Synthesis, Characterization, and Its Potential Applications // ACS Catal. — 2012. — Vol. 2. — Pp. 781-794.

[43] H. Shen, L. Zhang, M. Liu, Z Zhang. Biomedical Applications of Graphene // Theranostics. — 2012. — Vol. 2(3). — Pp. 283-294.

[44] Nanda Gopal Sahoo, Yongzheng Pan, Lin Li, Siew Hwa Chan. Graphene-Based Materials for Energy Conversion // Adv. Mater. — 2012. — Vol. 24. — Pp. 4203-4210.

[45] A. B. Preobrajenski, May Ling Ng, A. S. Vinogradov, N. Martensson. Controlling graphene corrugation on lattice-mismatched substrates // Phys. Rev. B. — 2008. — Vol. 78. — P. 073401.

[46] D. Marchenko, A. Varykhalov, M. R. Scholz, G. Bihlmayer, E. I. Rashba, A. Rybkin, A. M. Shikin, O. Rader. Giant Rashba splitting in graphene due to hybridization with gold // Nat. Commun. — 2012. —Vol. 3. —P. 1232.

[47] K. S. Novoselov, D. Jiang, T. Booth, V. V. Khotkevich, S. M. Morozov, A. K. Geim. Two dimensional atomic crystals // PNAS. — 2005. — Vol. 102. — P. 10451.

[48] S. Park, R.S. Ruoff. Chemical methods for the production of graphenes // Nat. Nanotechnol. — 2009. — Vol. 4. — Pp. 217-224.

[49] C. Riedl, U. Starke, J. Bernhardt, M. Franke, K. Heinz. Structural properties of the graphene-SiC(0001) interface as a key for the preparation of homogeneous large-terrace graphene surfaces // Phys. Rev. B. — 2007. — Vol. 76. — P. 245406.

[50] Aaron Bostwick, Taisuke Ohta, Jessica L. McChesney, Konstantin V. Emtsev, Thomas Seyller, Karsten Horn, Eli Rotenberg. Symmetry breaking in few layer graphene films // New J. Phys. — 2007. — Vol. 9. — P. 385.

[51] M. Eizenberg, J. M. Blakely. Carbon monolayer phase condensation on Ni(111) // Surf. Sci. — 1979. — Vol. 82. — Pp. 228-236.

[52] J. Wintterlin, M.-L. Bocquet. Graphene on metal surfaces // Surf. Sci. — 2009.— Vol. 603.— Pp. 1841-1852.

[53] Laerte L. Patera, Cristina Africh, Robert S. Weatherup, Raoul Blume, Sunil Bhardwaj, Carla Castellarin-Cudia, Axel Knop-Gericke, Robert Schloegl, Giovanni Comelli, Stephan Hofmann, Cinzia Cepek. In Situ Observations of the Atomistic Mechanisms of Ni Catalyzed Low Temperature Graphene Growth // ACS Nano. — 2013. — Vol. 7. — Pp. 7901-7912.

[54] Q. Yu, J. Lian, S. Siriponglert, Hao Li, Y P. Chen, Shin-Shem Pei. Graphene segregated on Ni surfaces and transferred to insulators // Appl. Phys. Lett. — 2008. — Vol. 93. — P. 113103.

[55] C. Oshima, A. Nagashima. Ultra-thin epitaxial films of graphite and hexagonal boron nitride on solid surfaces // J. Phys.: Condens. Matter. — 1997. — Vol. 9. — Pp. 1-20.

[56] Xuli Ding, Guqiao Ding, Xiaoming Xie, Fuqiang Huang, Mianheng Jiang. Direct growth of few layer graphene on hexagonal boron nitride by chemical vapor deposition // Carbon. — 2011.— Vol. 49. —Pp. 2522-2525.

[57] Jae-Hyun Lee, Eun Kyung Lee, Won-Jae Joo, Yamujin Jang, Byung-Sung Kim, Jae Young Lim, Soon-Hyung Choi, Sung Joon Ahn, Joung Real Ahn, Min-Ho Park, Cheol-Woong Yang, ByoungLyong Choi, Sung-Woo Hwang, Dongmok Whang. Wafer-Scale Growth of Single-Crystal Monolayer Graphene on Reusable Hydrogen-Terminated Germanium // Science. — 2014. — Vol. 344. — P. 286.

[58] Ching-Yuan Su, Ang-Yu Lu, Chih-Yu Wu, Yi-Te Li, Keng-Ku Liu, Wenjing Zhang, Shi-Yen Lin, Zheng-Yu Juang, Yuan-Liang Zhong, Fu-Rong Chen, Lain-Jong Li. Direct Formation of Wafer Scale Graphene Thin Layers on Insulating Substrates by Chemical Vapor Deposition // Nano Lett. — 2011. —Vol. 11. —Pp. 3612-3616.

[59] William Regan, Nasim Alem, Benjamin Alemn, Baisong Geng, Caglar Girit, Lorenzo Maserati, Feng Wang, Michael Crommie, A. Zettl. A direct transfer of layer-area graphene // Appl. Phys. Lett. — 2010. —Vol. 96. —P. 113102.

[60] Sukang Bae, Hyeongkeun Kim, Youngbin Lee, Xiangfan Xu, Jae-Sung Park, Yi Zheng, Jayakumar Balakrishnan, Tian Lei, Hye Ri Kim, Young II Song, Young-Jin Kim, Kwang S. Kim, Barbaros Ozyilmaz, Jong-Hyun Ahn, Byung Hee Hong, Sumio Iijima. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes // Nat. Nanotechnol. — 2010. — Vol. 5. — Pp. 574-578.

[61] A. Ya. Tontegode. Carbon on transition metal surfaces // Prog. Surf. Sci. — 1991.— Vol. 38.— Pp. 201-429.

[62] А.Я. Тонтегоде, Е.В. Рутьков. Интеркалирование атомами двумерной графитовой пленки на металлах // УФН. — 1993. — Т. 163. — С. 57-74.

[63] P. A. Khomyakov, G. Giovannetti, P. C. Rusu, G. Brocks, J. van den Brink, P. J. Kelly. First-principles study of the interaction and charge transfer between graphene and metals // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 79. — P. 195425.

[64] N.R. Gall, E.V. Rut'kov, A.Ya. Tontegode. Efficiency of the intercalation of aluminum atoms under a monolayer and submonolayer two-dimensional graphite film on a metal // Semiconductors. — 2002. — Vol. 36. — Pp. 276-281.

[65] Li Huang, Yi Pan, Lida Pan, Min Gao, Wenyan Xu, Yande Que, Haitao Zhou, Yeliang Wang, Shixuan Du, H.-J. Gao. Intercalation of metal islands and films at the interface of epitaxially grown graphene and Ru(0001) surfaces // Appl. Phys. Lett. — 2011. — Vol. 99. — P. 163107.

[66] Yi Cui, Junfeng Gao, Li Jin, Jijun Zhao, Dali Tan, Qiang Fu, Xinhe Bao. An Exchange Intercalation Mechanism for the Formation of a Two-Dimensional Si Structure Underneath Graphene // Nano Res. — 2012. — Vol. 5. — Pp. 352-360.

[67] Li Jin, Qiang Fu, Yang Yang, Xinhe Bao. A comparative study of intercalation mechanism at graphene/Ru(0001) interface // Surf. Sci. — 2013. — Vol. 617. — Pp. 81-86.

[68] M. Sicot, Y. Fagot-Revurat, B. Kierren, G. Vasseur, D. Malterre. Copper intercalation at the interface of graphene and Ir(111) studied by scanning tunneling microscopy // Appl. Phys. Lett. — 2014. —Vol. 105. —P. 191603.

[69] S0ren Ulstrup, Mie Andersen, Marco Bianchi, Lucas Barreto, Bj0rk Hammer, Liv Hornekœr, Philip Hofmann. Sequential oxygen and alkali intercalation of epitaxial graphene on Ir(111): enhanced many-body effects and formation of pn-interfaces // 2D Mater. — 2014.— Vol. 1.— P. 025002.

[70] Elin Gränäs, Jan Knudsen, Ulrike A. Schröder, Timm Gerber, Carsten Busse, Mohammad A. Arman, Karina Schulte, Jesper N. Andersen, Thomas Michely. Oxygen Intercalation under Graphene on Ir(111): Energetics, Kinetics, and the Role of Graphene Edges // ACS Nano.— 2012.-Vol. 6. —Pp. 9951-9963.

[71] S. Watcharinyanon, C. Virojanadara, J.R. Osiecki, A.A. Zakharov, R. Yakimova, R.I.G. Uhrberg, L.I. Johansson. Hydrogen intercalation of graphene grown on 6H-SiC(0001) // Surf. Sci.— 2011. —Vol. 605. —Pp. 1662-1668.

[72] Mie Andersen, Liv Hornekœr, Bj0rk Hammer. Understanding intercalation structures formed under graphene on Ir(111) // Phys. Rev. B. — 2014. — Vol. 90. — P. 155428.

[73] Federico Bianchini, LaerteL. Patera, Maria Peressi, Cristina Africh, Giovanni Comelli. Atomic Scale Identification of Coexisting Graphene Structures on Ni(111) // J. Phys. Chem. Lett. — 2014. — Vol. 5. — Pp. 467-473.

[74] Y. Gamo, A. Nagashima, M. Wakabayashi, M. Terai, C. Oshima. Atomic structure of monolayer graphite formed on Ni(111) // Surf Sci. — 1997. — Vol. 374. — Pp. 61-64.

[75] A. Nagashima, N. Tejima, C. Oshima. Electronic states of the pristine and alkali-metal-intercalated monolayer graphite/Ni(111) systems // Phys. Rev. B. — 1994. — Vol. 50. — Pp. 17487-17495.

[76] Yuya Murata, Vania Petrova, Branden B. Kappes, Abbas Ebnonnasir, Ivan Petrov, Ya-Hong Xie, Cristian V. Ciobanu, Suneel Kodambaka. Moire Superstructures of Graphene on Faceted Nickel Islands // Appl. Surf Sci. — 2010. — Vol. 4. — P. 6509.

[77] S. Linden, D. Zhong, A. Timmer, N. Aghdassi, J. H. Franke, H. Zhang, X. Feng, K. Müllen, H. Fuchs, L. Chi, H. Zacharias. Electronic Structure of Spatially Aligned Graphene Nanoribbons on Au(788) // Phys. Rev. Lett. — 2012. — Vol. 108. — P. 216801.

[78] Carsten Busse, PredragLazic, Rabie Djemour, Johann Coraux, Timm Gerber, Nicolae Atodiresei, Vasile Caciuc, Radovan Brako, Alpha T. N'Diaye, Stefan Bluugel, Jorg Zegenhagen, Thomas Michely. Graphene on Ir(111): Physisorption with Chemical Modulation // Phys. Rev. Lett. — 2011. —Vol. 107. —P. 036101.

[79] E. N. Voloshina, E. Fertitta, A. Garhofer, F. Mittendorfer, M. Fonin, A. Thissen, Yu. S. Dedkov. Electronic structure and imaging contrast of graphene moire on metals // Sci. Reports. — 2013. — Vol. 3. —P. 1072.

[80] Alpha T. N'Diaye, Johann Coraux, Tim N. Plasa, Carsten Busse, Thomas Michely. Structure of epitaxial graphene on Ir(111) // New J. Phys. — 2008. — Vol. 10. — P. 043033.

[81] Yi Pan, Lizhi Zhang, Li Huang, Linfei Li, Lei Meng, Min Gao, Qing Huan, Xiao Lin, Yeliang Wang, Shixuan Du, Hans-Joachim Freund, Hong-Jun Gao. Construction of 2D Atomic Crystals on Transition Metal Surfaces: Graphene, Silicene, and Hafnene // Small. — 2014.— Vol. 10.— Pp. 2215-2225.

[82] M. Gao, Y. Pan, L. Huang, H. Hu, L. Z. Zhang, H. M. Guo, S. X. Du, H.-J. Gao. Epitaxial growth and structural property of graphene on Pt(111) // Appl. Phys. Lett. — 2011. — Vol. 98. — P. 033101.

[83] Lei Meng, Rongting Wu, Haitao Zhou, Geng Li, Yi Zhang, Linfei Li, Yeliang Wang, H.-J. Gao. Silicon intercalation at the interface of graphene and Ir(111) // Appl. Phys. Lett. — 2012. — Vol. 100. —P. 083101.

[84] E. N. Voloshina, Yu. S. Dedkov, S. Torbmgge, A. Thissen, M. Fonin. Graphene on Rh(111): Scanning tunneling and atomic force microscopies studies // Appl. Phys. Lett. — 2012.— Vol. 100. —P. 241606.

[85] Yi Pan, Haigang Zhang, Dongxia Shi, Jiatao Sun, Shixuan Du, Feng Liu, Hong-jun Gao. Highly Ordered, Millimeter-Scale, Continuous, Single-Crystalline Graphene Monolayer Formed on Ru(0001) // Adv. Mater. — 2009. — Vol. 21. — Pp. 2777-2780.

[86] Elena Voloshina, Yuriy Dedkov. Graphene on metallic surfaces: problems and perspectives // Phys. Chem. Chem. Phys. — 2012. —Vol. 14. — Pp. 13502-13514.

[87] J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, D. Marchenko, M. R. Scholz, O. Rader. Minigap isotropy and broken chirality in graphene with periodic corrugation enhanced by cluster superlattices // Phys. Rev. B. — 2012. — Vol. 85. — P. 201413.

[88] Martina Corso, Willi Auwärter, Matthias Muntwiler, Anna Tamai, Thomas Greber, Juurg Osterwalder. Boron Nitride Nanomesh // Science. — 2004. — Vol. 303. — Pp. 217-220.

[89] Elena Voloshina, Yuriy Dedkov. Electronic and Magnetic Properties of the Graphene-Ferromagnet Interfaces: Theory vs. Experiment, Physics and Applications of Graphene - Experiments, Ed. by S. Mikhailov. — InTech, 2011.

[90] A. Varykhalov, D. Marchenko, J. Sanchez-Barriga, M. R. Scholz, B. Verberck, B. Trauzettel, T. O. Wehling, C. Carbone, O. Rader. Intact Dirac Cones at Broken Sublattice Symmetry: Photoemission Study of Graphene on Ni and Co // Phys. Rev. X. — 2012. — Vol. 2. — P. 041017.

[91] V. M. Karpan, G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, M. Talanana, A. A. Starikov, M. Zwierzycki, J. van den Brink, G. Brocks, P. J. Kelly. Graphite and graphene as perfect spin filters // Phys. Rev. Lett. — 2007. — Vol. 99. — P. 176602.

[92] E. W. Hill, A. K. Novoselov, K. Schedin, P. Blake. Graphene spin valve devices // IEEE Trans. Magn. — 2006. — Vol. 42. — Pp. 2694-2696.

[93] A.V. Generalov, E.N. Voloshina, Yu.S. Dedkov. Structural and electronic properties of graphene-based junctions for spin-filtering: The graphene/Al/Ni(111) intercalation-like system // Appl. Surf. Sci. — 2013. — Vol. 267. — Pp. 8-11.

[94] Yeonchoo Cho, Young Cheol Choi, Kwang S. Kim. Graphene Spin-Valve Device Grown Epitax-ially on the Ni(111) Substrate: A First Principles Study // J. Phys. Chem. C.— 2011.— Vol. 115. —Pp. 6019-6023.

[95] I. Pletikosic, M. Kralj, P. Pervan, R. Brako, J. Coraux, A. T. N'Diaye, C. Busse, T. Michely. Dirac Cones and Minigaps for Graphene on Ir(111) // Phys. Rev. Lett. — 2009.— Vol. 102.— P. 056808.

[96] A. Varykhalov, M. R. Scholz, Timur K. Kim, O. Rader. Effect of noble-metal contacts on doping and band gap of graphene // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 82. — P. 121101.

[97] Konstantin V. Emtsev, AlexeiA. Zakharov, Camilla Coletti, Stiven Forti, Ulrich Starke. Ambipolar doping in quasifree epitaxial graphene on SiC(0001) controlled by Ge intercalation // Phys. Rev. B.—2011. —Vol. 84. —P. 125423.

[98] C. Xia, S. Watcharinyanon, A. A. Zakharov, R. Yakimova, L. Hultman, L. I. Johansson, C. Vi-rojanadara. Si intercalation/deintercalation of graphene on 6#-SiC(0001) // Phys. Rev. B.— 2012. —Vol. 85. —P. 045418.

[99] Jinhai Mao, Li Huang, Yi Pan, Min Gao, Junfeng He, Haitao Zhou, Haiming Guo, Yuan Tian, Qiang Zou, Lizhi Zhang, Haigang Zhang, Yeliang Wang, Shixuan Du, Xingjiang Zhou, A. H. Castro Neto, Hong-Jun Gao. Silicon layer intercalation of centimeter-scale, epitaxially grown monolayer graphene on Ru(0001) // Appl. Phys. Lett. — 2012. — Vol. 100. — P. 093101.

[100] A. Grüneis, D. V. Vyalikh. Tunable Hybridization Beetween Electronic States of Graphene and a Metal Surface // Phys. Rev. B. — 2008. — Vol. 77. — P. 193401.

[101] A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim. The electronic properties of graphene // Rev. Mod. Phys. — 2008. — Vol. 81. — Pp. 109-162.

[102] Yuanbo Zhang, Tsung-Ta Tang, Caglar Girit, Zhao Hao, Michael C. Martin, Alex Zettl, Michael F. Crommie, Y Ron Shen, Feng Wang. Direct observation of a widely tunable bandgap in bilayer graphene // Nature. — 2009. — Vol. 459. — Pp. 820-823.

[103] Sandip Niyogi, Elena Bekyarova, Mikhail E. Itkis, Hang Zhang, Kristin Shepperd, Jeremy Hicks, Michael Sprinkle, Claire Berger, Chun Ning Lau, Walt A. deHeer, Edward H. Conrad, Robert C. Haddon. Spectroscopy of Covalently Functionalized Graphene // Nano Lett. — 2010. — Vol. 10. — Pp. 4061-4066.

[104] Hong YingMao, Yun Hao Lu, Jia Dan Lin, Shu Zhong, Andrew Thye Shen Wee, Wei Chen. Manipulating the Electronic and Chemical Properties of Graphene via Molecular Functionalization // Prog. Surf. Sci. — 2013. — Vol. 88. — Pp. 132-159.

[105] Wei Gao, Lawrence B. Alemany, Lijie Ci, Pulickel M. Ajayan. New insights into the structure and reduction of graphite oxide // Nat. Chem. — 2009. — Vol. 1. — Pp. 403-408.

[106] Yanwu Zhu, Shanthi Murali, Weiwei Cai, Xuesong Li, Ji Won Suk, Jeffrey R. Potts, Rodney S. Ruoff. Graphene and Graphene Oxide: Synthesis, Properties, and Applications // Adv. Mater. — 2010. — Vol. 22. — Pp. 3906-3924.

[107] Hdctor A. Becerril, JieMao, ZunfengLiu, RandallM. Stoltenberg, ZhenanBao, Yongsheng Chen. Evaluation of solution-processed reduced graphene oxide films as transparent conductors // ACS Nano. — 2008. — Vol. 2. — Pp. 463-470.

[108] Dan Li, Marc B. Mueller, Scott Gilje, Richard B. Kaner, Gordon G. Wallace. Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets // Nature Nanotechnol. — 2008. — Vol. 3. — Pp. 101-105.

[109] Zhuang Liu, Joshua T. Robinson, Xiaoming Sun, Hongjie Dai. PEGylated nanographene oxide for delivery of water-insoluble cancer drugs // J. Am. Chem. Soc. — 2008. — Vol. 130. — P. 10876.

[110] D.C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim, K. S. Novoselov. Control of Graphene's Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane // Science. — 2009. — Vol. 323. —Pp. 610-613.

[111] Frantisek Karlicky, Kasibhatta Kumara Ramanatha Datta, Michal Otyepka, Radek Zboril. Halo-genated Graphenes: Rapidly Growing Family of Graphene Derivatives // ACS Nano. — 2013. — Vol. 7. — Pp. 6434-6464.

[112] Freddie Withers, Thomas H. Bointon, Marc Dubois, Saverio Russo, Monica F. Craciun. Nanopat-terning of Fluorinated Graphene by Electron Beam Irradiation // Nano Lett. — 2011. — Vol. 11. — Pp.3912-3916.

[113] Adam L. Friedman, OlafM. J. van't Erve, Connie H. Li, Jeremy T. Robinson, Berend T. Jonker. Homoepitaxial tunnel barriers with functionalized graphene-on-graphene for charge and spin transport // Nat. Commun. — 2014. — Vol. 5. — P. 3161.

[114] Ю.Е. Лозовик, С.Л. Огарков, А.А. Соколик. Теория сверхпроводимости Дираковских электронов в графене // ЖЭТФ. — 2010. — Т. 137. — С. 57-66.

[115] Gianni Profeta, Matteo Calandra, Francesco Mauri. Phonon-mediated superconductivity in graphene by lithium deposition // Nat. Phys. — 2012. — Vol. 8. — Pp. 131-134.

[116] Tong Zhang, Peng Cheng, Wen-Juan Li, Yu-Jie Sun, Guang Wang, Xie-Gang Zhu, Ke He, Lili Wang, Xucun Ma, Xi Chen, Yayu Wang, Ying Liu, Hai-Qing Lin, Jin-Feng Jia, Qi-Kun Xue. Superconductivity in one-atomic-layer metal films grown on Si(111) // Nat. Phys. — 2010.— Vol. 6. — Pp. 104-108.

[117] NB Hannay, TH Geballe, BT Mattias, K Andres, P Schmidt, D Macnair. Superconductivity in graphitic compounds // Phys. Rev. Lett. — 1965. — Vol. 14. — P. 225.

[118] A. Gruuneis, C. Attaccalite, A. Rubio, D. V. Vyalikh, S. L. Molodtsov, J. Fink, R. Follath, W. Eberhardt, B. Buuchner, T. Pichler. Electronic structure and electron-phonon coupling of doped graphene layers in KC8 // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 79. — P. 205106.

[119] SP Kelty, CC Chen, CM Lieber. Superconductivity at 30 K in Cesium-doped C6o // Nature.— 1991. —Vol. 352. —Pp. 223-225.

[120] ZK Tang, LY Zhang, N Wang, XX Zhang, GH Wen, GD Li, JN Wang, CT Chan, P Sheng. Superconductivity in 4 angstrom single-walled carbon nanotubes // Science.— 2001.— Vol. 292. —Pp. 2462-2465.

[121] G Csanyi, PB Littlewood, AH Nevidomskyy, CJ Pickard, BD Simons. The role of the interlayer state in the electronic structure of superconducting graphite intercalated compounds // Nat. Phys. — 2005. — Vol. 1. — Pp. 42-45.

[122] I. I. Mazin, A. V. Balatsky. Superconductivity in Ca-intercalated bilayer graphene // Phil. Mag. Lett. — 2010. —Vol. 90. —Pp. 731-738.

[123] M. Bianchi, E. D. L. Rienks, S. Lizzit, A. Baraldi, R. Balog, L. Hornekaer, Ph. Hofmann. Electron-phonon coupling in potassium-doped graphene: Angle-resolved photoemission spectroscopy // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 81. — P. 041403.

[124] Dacheng Wei, Yunqi Liu, Yu Wang, Hongliang Zhang, Liping Huang, Gui Yu. Synthesis of N-Doped Graphene by Chemical Vapor Deposition and Its Electrical Properties // Nano Lett. — 2009. — Vol. 9. — Pp. 1752-1758.

[125] Aurelien Lherbier, X. Blase, Yann-Michel Niquet, Francois Triozon, Stephan Roche. Charge Transport in Chemically Doped 2D Graphene // Phys. Rev. Lett. — 2008. — Vol. 101. — P. 036808.

[126] Liuyan Zhao, Rui He, Kwang Taeg Rim, Theanne Schiros, Keun Soo Kim, Hui Zhou, Christopher Gutierrez, S. P. Chockalingam, Carlos J. Arguello, Lucia Palova, Dennis Nordlund, Mark S. Hybertsen, David R. Reichman, Tony F. Heinz, Philip Kim, Aron Pinczuk, George W. Flynn, Ab-hay N. Pasupathy. Visualizing Individual Nitrogen Dopants in Monolayer Graphene // Science. — 2011. —Vol. 333. —Pp. 999-1003.

[127] J. Robertson, C. A. Davis. Nitrogen doping of tetrahedral amorphous carbon // Diamond Relat. Mater. — 1995. — Vol. 4. — Pp. 441-444.

[128] Theanne Schiros, Dennis Nordlund, Lucia Palova, Deborah Prezzi, Liuyan Zhao, Keun Soo Kim, Ulrich Wurstbauer, Christopher Gutierrez, Dean Delongchamp, Cherno Jaye, Daniel Fischer, Hirohito Ogasawara, Lars G. M. Pettersson, David R. Reichman, Philip Kim, MarkS. Hybertsen, Abhay N. Pasupathy. Connecting Dopant Bond Type with Electronic Structure in N-Doped Graphene // Nano Lett. — 2012. — Vol. 12. — Pp. 4025-4031.

[129] Ying Wang, Yuyan Shao, Dean W. Matson, Jinghong Li, , Yuehe Lin. Nitrogen-Doped Graphene and Its Application in Electrochemical Biosensing // ACS Nano. — 2010. — Vol. 4. — Pp.1790-1798.

[130] Arava Leela Mohana Reddy, Anchal Srivastava, Sanketh R. Gowda, Hemtej Gullapalli, Madan Dubey,, Pulickel M. Ajayan. Synthesis Of Nitrogen-Doped Graphene Films For Lithium Battery Application // ACS Nano. — 2010. — Vol. 4. — Pp. 6337-6342.

[131] Liangti Qu, Yong Liu, Jong-Beom Baek, Liming Dai. Nitrogen-Doped Graphene as Efficient

Metal-Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction in Fuel Cells // ACS Nano. — 2010. — Vol. 4. — Pp. 1321-1326.

[132] E. H. Ahlgren, J. Kotakoski, A. V. Krasheninnikov. Atomistic simulations of the implantation of low-energy boron and nitrogen ions into graphene // Phys. Rev. B. — 2011.— Vol. 83.— P. 115424.

[133] P. Ayala, F. L. Freire Jr., M. H. Rümmeli, A. Grüneis, T. Pichler. Chemical Vapor Deposition of Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes with defined nitrogen doping // Phys. Status Solidi. — 2007. — Vol. 244. — Pp. 40-51.

[134] Xinran Wang, Xiaolin Li, Li Zhang, Youngki Yoon, Peter K. Weber, Hailiang Wang, Jing Guo, Hongjie Dai. N-Doping of Graphene Through Electrothermal Reactions with Ammonia // Science. — 2009. — Vol. 324. — Pp. 768-771.

[135] Zhengzong Sun, Zheng Yan, Jun Yao, Elvira Beitler, Yü Zhü, James M. Tour. Growth of graphene from solid carbon sources // Nature. — 2010. — Vol. 468. — Pp. 549-552.

[136] ZhongJin, Jun Yao, Carter Kittrell, James M. Tour. Large-scale Growth and Characterizations of Nitrogen-doped Monolayer Graphene Sheets // ACS Nano. — 2011. — Vol. 5. — Pp. 4112-4117.

[137] Yung-Chang Lin, Chih-Yueh Lin, Po-Wen Chiu. Controllable graphene N-doping with ammonia plasma // Appl. Phys. Lett. — 2010. — Vol. 96. — P. 133110.

[138] R. Czerw, M. Terrones, J.-C. Charlier, X. Blase, B. Foley, R. Kamalakaran, N. Grobert, H. Terrones, D. Tekleab, P. M. Ajayan, W. Blau, M. Rühle, D. L. Carroll. Identification of Electron Donor States in N-Doped Carbon Nanotubes // Nano Lett. — 2001. — Vol. 1. — Pp. 457-460.

[139] M. Terrones, P. M. Ajayan, F. Banhart, X. Blase, D.L.Carroll, J. C. Charlier, R. Czerw, B. Foley, N. Grobert, R. Kamalakaran, P. Kohler-Redlich, M. Rühle, T. Seeger, H. Terrones. N-doping and coalescence of carbon nanotubes: synthesis and electronic properties // Appl. Phys. A. — 2002. — Vol. 74. —Pp. 355-361.

[140] P. Ayala, A. Grüneis, C. Kramberger, M. H. Rümmeli, I. G. Solorzano, F. L. Freire Jr., T. Pichler. Effects of the reaction atmosphere composition on the synthesis of single and multiwalled nitrogen-doped nanotubes // J. Chem. Phys. — 2007. — Vol. 127. — P. 184709.

[141] Seong Ho Yang, Weon Ho Shin, Jeung Ku Kang. The Nature of Graphite- and Pyridinelike Nitrogen Configurations in Carbon Nitride Nanotubes: Dependence on Diameter and Helicity // Small. — 2008. — Vol. 4. — Pp. 437-441.

[142] Yong Jae Cho, Han Sung Kim, Sun Young Baik, Yoon Myung, Chan Su Jung, Chang Hyun Kim, Jeunghee Park, Hong Seok Kang. Selective Nitrogen-Doping Structure of Nanosize Graphitic Layers // J. Phys. Chem. C. — 2011. — Vol. 115. — Pp. 3737-3744.

[143] Yuyan Shao, Sheng Zhang, MarkH. Engelhard, Guosheng Li, Guocheng Shao, Yong Wang, Jun Liu, Ilhan A. Aksay, Yuehe Lin. Nitrogen-doped graphene and its electrochemical applications // J. Mater. Chem. — 2010. — Vol. 20. — Pp. 7491-7496.

[144] Zhiqiang Luo, Sanhua Lim, Zhiqun Tian, Jingzhi Shang, Linfei Lai, Brian MacDonald, Chao Fu, Zexiang Shen, Ting Yu, , Jianyi Lin. Pyridinic N doped graphene: synthesis, electronic structure, and electrocatalytic property // J. Mater. Chem. — 2011. — Vol. 21. — Pp. 8038-8044.

[145] Gaku Imamura, Koichiro Saiki. Synthesis of Nitrogen-Doped Graphene on Pt(111) by Chemical Vapor Deposition // J. Phys. Chem. C. — 2011. — Vol. 115. — Pp. 10000-10005.

[146] U. Bangert, W. Pierce, D. M. Kepaptsoglou, Q. Ramasse, R. Zan, M. H. Gass, J. A. Van den Berg, C. B. Boothroyd, J. Amani, H. HofsFsss. Ion Implantation of Graphene - Toward IC Compatible Technologies // Nano Lett. — 2013. — Vol. 13. — Pp. 4902-4907.

[147] Beidou Guo, Qian Liu, Erdan Chen, Hewei Zhu, Liang Fang, Jian Ru Gong. Controllable N-Doping of Graphene // Nano Lett. — 2010. — Vol. 10. — Pp. 4975-4980.

[148] Chaohua Zhang, Lei Fu, Nan Liu, Minhao Liu, Yayu Wang, Zhongfan Liu. Synthesis of Nitrogen-Doped Graphene Using Embedded Carbon and Nitrogen Sources // Adv. Mater. — 2011. — Vol. 23. —Pp. 1020-1024.

[149] Seifollah Jalili, Raheleh Vaziri. Study of the electronic properties of Li-intercalated nitrogen doped graphite // Mol. Phys. — 2011. — Vol. 109. — Pp. 687-694.

[150] Aurelien Lherbier, Andres Rafael Botello-Mendez, Jean-Christophe Charlier. Electronic and Transport Properties of Unbalanced Sublattice N-Doping in Graphene // Nano Lett. — 2013. — Vol. 13. —Pp. 1446-1450.

[151] James A. Lawlor, Mauro S. Ferreira. Sublattice Asymmetry of Impurity Doping in Graphene: A Review // Beilstein J. Nanotechnol. — 2014. — Vol. 5. — Pp. 1210-1217.

[152] Amir Zabet-Khosousi, Liuyan Zhao, Lucia Palova, Mark S. Hybertsen, David R. Reichman, Abhay N. Pasupathy, George W. Flynn. Segregation of Sublattice Domains in Nitrogen-Doped Graphene // J. Am. Chem. Soc. — 2014. — Vol. 136. — Pp. 1391-1397.

[153] Xinyu Luo, Jihui Yang, Hanyu Liu, Xiaojun Wu, Yanchao Wang, Yanming Ma, Su-Huai Wei, Xingao Gong, Hongjun Xiang. Predicting Two-Dimensional Boron-Carbon Compounds by the Global Optimization Method // J. Am. Chem. Soc. — 2011. — Vol. 133. — Pp. 16285-16290.

[154] Xiaofeng Fan, Zexiang Shen, A. Q. Liu, Jer-Lai Kuo. Band gap opening of graphene by doping small boron nitride domains // Nanoscale. — 2012. — Vol. 4. — Pp. 2157-2165.

[155] Paolo Marconcini, Alessandro Cresti, Francois Triozon, Gianluca Fiori, Blanca Biel, Yan-n-Michel Niquet, Massimo Macucci, Stephan Roche. Atomistic Boron-Doped Graphene Field-Effect Transistors: A Route toward Unipolar Characteristics // ACS Nano. — 2012. — Vol. 6. — Pp. 7942-7947.

[156] Wen-Chun Yen, Henry Medina, Jian-Shiou Huang, Chih-Chung Lai, Yu-Chuan Shih, Shih-Ming Lin, Jian-Guang Li, Zhiming M. Wang, Yu-Lun Chueh. Direct Synthesis of Graphene with Tunable Work Function on Insulators via In Situ Boron Doping by Nickel-Assisted Growth // J. Phys. Chem. C. — 2014. — Vol. 118. — Pp. 25089-25096.

[157] Mattia Cattelan, Stefano Agnoli, Marco Favaro, Denis Garoli, Filippo Romanato, Moreno Meneghetti, Alexei Barinov, Pavel Dudin, Gaetano Granozzi. Microscopic View on a Chemical Vapor Deposition Route to Boron-Doped Graphene Nanostructures // Chem. Mater. — 2013. — Vol. 25. —Pp. 1490-1495.

[158] Wataru Norimatsu, Koichiro Hirata, Yuta Yamamoto, Shigeo Arai, Michiko Kusunoki. Epitaxial growth of boron-doped graphene by thermal decomposition of B 4 C // J. Phys.: Condens. Matter. — 2012. — Vol. 24. — P. 314207.

[159] Yoong Ahm Kim, Kazunori Fujisawa, Hiroyuki Muramatsu, Takuya Hayashi, Morinobu Endo, Toshihiko Fujimori, Katsumi Kaneko, Mauricio Terrones, Jan Behrends, Axel Eckmann, Cinzia Casiraghi, Kostya S. Novoselov, Riichiro Saito, Mildred S. Dresselhaus. Raman Spectroscopy of Boron-Doped Single-Layer Graphene // ACS Nano. — 2012. — Vol. 6. — Pp. 6293-6300.

[160] Yong-Bing Tang, Li-Chang Yin, Yang Yang, Xiang-Hui Bo, Yu-Lin Cao, Hong-En Wang, Wen-Jun Zhang, Igor Bello, Shuit-Tong Lee, Hui-Ming Cheng, Chun-Sing Lee. Tunable Band Gaps and p-Type Transport Properties of Boron-Doped Graphenes by Controllable Ion Doping Using Reactive Microwave Plasma // ACS Nano. — 2012. — Vol. 6. — Pp. 1970-1978.

[161] J. Gebhardt, R. J. Koch, W. Zhao, O. Hofert, K. Gotterbarm, S. Mammadov, C. Papp, A. Gorling, H.-P. Steinmck, Th. Seyller. Growth and Electronic Structure of Boron-Doped Graphene // Phys. Rev. B. — 2013. — Vol. 87. — P. 155437.

[162] W. Zhao, J. Gebhardt, K. Gotterbarm, O. Hofert, C. Gleichweit, C. Papp, A Gorling, H.-P. Steinruck. Gold Intercalation of Boron-Doped Graphene on Ni(111): XPS and DFT Study // J. Phys. Condens. Matter. — 2013. — Vol. 25. — P. 445002.

[163] Wu Zhou, Myron D. Kapetanakis, Micah P. Prange, Sokrates T. Pantelides, Stephen J. Pennycook, Juan-Carlos Idrobo. Direct Determination of the Chemical Bonding of Individual Impurities in Graphene // Phys. Rev. Lett. — 2012. — Vol. 109. — P. 206803.

[164] Ruitao Lv, Maria Cristina dos Santos, Claire Antonelli, Simin Feng, Kazunori Fujisawa, Ayse Berkdemir, Rodolfo Cruz-Silva, Ana Laura Elias, Nestor Perea-Lopez, Florentino Lopez-Urias, Humberto Terrones, Mauricio Terrones. Large-Area Si-Doped Graphene: Controllable Synthesis and Enhanced Molecular Sensing // Adv. Mater. — 2014. — Vol. 26. — Pp. 7593-7599.

[165] Hui Gao, Zheng Liu, Li Song, Wenhua Guo, Wei Gao, Lijie Ci, Amrita Rao, Weijin Quan, Robert Vajtai, Pulickel M Ajayan. Synthesis of S-doped graphene by liquid precursor // Nanotechnol. — 2012. — Vol. 23. — P. 275605.

[166] Surajit Some, Jangah Kim, KeunsikLee, AtulKulkarni, Yeoheung Yoon, SaeMiLee, Taesung Kim, HyoyoungLee. Highly Air-Stable Phosphorus-Doped n-Type Graphene Field-Effect Transistors // Adv. Mater. — 2012. — Vol. 24. — Pp. 5481-5486.

[167] S. Hufner. Photoelectron Spectroscopy, Principles and Applications. — Berlin-Heidelberg-New York, 3rd edition: Springer, 2003.

[168] J. H. Scofield. Hartree-Slater subshell photoionization cross-sections at 1254 and 1487 eV // J. El. Spectr. Relat. Phenom. — 1976. — Vol. 8. — Pp. 129-137.

[169] J. J. Yeh, I. Lindau. Atomic subshell photoionization cross sections and asymmetry parameters: 1 < Z < 103 // Atom. DataNucl. Data. — 1985. —Vol. 37. — Pp. 1-155.

[170] M. B. Trzhaskovskaya, V. I. Nefedov, V. G. Yarzhemsky. Photoelectron angular distribution parameters for elements Z = 1 to Z = 54 in the photoelectron energy range 100—5000 eV // Atom. Data Nucl. Data. — 2001. — Vol. 77. — Pp. 97-159.

[171] C. J. Powell, A. Jablonski. Calculations of electron inelastic mean free paths (IMFPs). VII. Reliability of the TPP-2M IMFP predictive equation. // J. Phys. Chem. Ref. Data.— 1999.— Vol. 28. —Pp. 19-62.

[172] G. D. Mahan. Collective excitations in x-ray spectra of metals // Phys. Rev. B. — 1975. — Vol. 11. —Pp. 4814-4824.

[173] S. Doniach, Sunjic. Many-electron singularity in X-ray photoemission and X-ray line spectra from metals // J. Phys. C: Solid State Phys. — 1970. — Vol. 3. — Pp. 285-291.

[174] Andrea Damascelli, Zahid Hussain, Zhi-Xun Shen. Angle-resolved photoemission studies of the cuprate superconductors // Rev. Mod. Phys. — 2003. — Vol. 75. — Pp. 473-541.

[175] P.D. Johnson. Spin-polarized photoemission // Rep. Prog. Phys. — 1997.— Vol. 60.— Pp. 1217-1304.

[176] J. Hugo Dil. Spin and angle resolved photoemission on non-magnetic low-dimensional systems // J. Phys.: Condens. Matter. — 2009. — Vol. 21. — P. 403001.

[177] J. Stohr. NEXAFS Spectroscopy. — Berlin: Springer, 1992.

[178] Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. III. Квантовая механика.— М.: Наука, 1989.

[179] J. G. Simmons. Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect Between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film // J. Appl. Phys. — 1963. — Vol. 34. — Pp. 1793-1803.

[180] Tunneling Phenomena in Solids, Ed. by E. Burstein, S. Lundquist. — New-York: Plenum Press, 1969.

[181] G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, E. Weibel. Surface studies by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. — 1982. — Vol. 49. — Pp. 57-60.

[182] G. Binnig, H. Rohrer. Scanning tunneling microscopy - from birth to adolescence // Rev. Mod. Phys. — 1987. — Vol. 59. — Pp. 615-625.

[183] G. Binnig, H. Rohrer. In touch with atoms // Rev. Mod. Phys. — 1987.— Vol. 71.— Pp. S324-S330.

[184] J. Tersoff, D. R. Hamman. Theory and application for the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. Lett. — 1983. — Vol. 50. — Pp. 1998-2001.

[185] J. Tersoff, D. R. Hamman. Theory of the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. B. — 1985. —Vol. 31. —Pp. 805-813.

[186] J. A. Kubby, J. J. Boland. Scanning tunneling microscopy of semiconductor surfaces // Surf. Sci. Reports. — 1996. — Vol. 26. — Pp. 61-204.

[187] A. Selloni, P. Carnevali, E. Tosatti, C. D. Chen. Voltage-dependent scanning-tunneling microscopy of a crystal surface: Graphite // Phys. Rev. B. — 1985. — Vol. 31. — Pp. 2602-2605.

[188] D. Tomanek, S. G. Louie, H. J. Mamin, D. W. Abraham, R. E. Thomson, E. Ganz, J. Clarke. Theory and observation of highly asymmetric atomic structure in scanning-tunneling-microscopy images of gpaphite // Phys. Rev. B. — 1987. — Vol. 35. — Pp. 7790-7793.

[189] D. Tomanek, S. G. Louie. First-principles calculation of highly asymmetric structure in scanning-tunneling-microscopy images of gpaphite // Phys. Rev. B. — 1988. — Vol. 37. — Pp. 8327-8336.

[190] M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus. Intercalation compounds of graphite // Adv. Phys. — 2002. — Vol. 51. —P. 1.

[191] W. Paszkowicz, J. B. Pelka, M. Knapp, T. Szyszko, S. Podsiadlo. Lattice parameters and anisotropic thermal expansion of hexagonal boron nitride in the 10-297.5 K temperature range // Appl. Phys. A. — 2002. — Vol. 75. — Pp. 431-435.

[192] K. Watanabe, T. Taniguchi, H. Kanda. Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal // Nat. Mater. — 2004. — Vol. 3. — P. 404.

[193] A. Rubio, J. L. Corkill, M. L. Cohen. Theory of graphitic boron nitride nanotubes // Phys. Rev. B. — 1994. — Vol. 49. — Pp. 5081-5084.

[194] G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, P. J. Kelly, J. van den Brink. Substrate-induced band gap in graphene on hexagonal boron nitride: Ab initio density functional calculations // Phys. Rev. B. — 2007. — Vol. 76. — P. 073103.

[195] J. Siawinska, I. Zasada, Z. Klusek. Energy gap tuning in graphene on hexagonal boron nitride bilayer system // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 81. — P. 155433.

[196] Fengnian Xia, D. B. Farmer, Yu ming Lin, Ph. Avouris. Graphene Field-Effect Transistors with High On/Off Current Ratio and Large Transport Band Gap at Room Temperature // Nano Lett. — 2010. — Vol. 10. — Pp. 715-718.

[197] A. Nagashima, Y. Gamou, M. Terai, M. Wakabayashi, C. Oshima. Electronic states of the het-eroepitaxial double-layer system: Graphite/monolayer hexagonal boron nitride/Ni(111) // Phys. Rev. B.— 1996. —Vol. 54. —P. 13491.

[198] А. М. Шикин. Электронная и атомная структура соединений на основе углеродных матриц, интеркалированных редкоземельными и благородными металлами.— Дис. ... докт. физ.-мат. наук: 01.04.07 — СПб. — 2001.

[199] Д. Ю. Усачёв. Электронная структура и морфология графена, синтезированного на монокристаллических поверхностях никеля и кобальта. — Дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 — СПб.—2010.

[200] A. Nagashima, N. Tejima, Y. Gamou, T. Kawai, C. Oshima. Electronic structure of monolayer hexagonal boron nitride physisorbed on metal surfaces // Phys. Rev. Lett. — 1995. — Vol. 75. — P. 3918.

[201] A. B. Preobrajenski, M. A. Nesterov, May Ling Ng, A. S. Vinogradov, N. Martensson. Monolayer h-BN on lattice-mismatched metal surfaces: On the formation of the nanomesh // Chem. Phys. Lett. — 2007. — Vol. 446. — Pp. 119-123.

[202] A. B. Preobrajenski, S. A. Krasnikov, A. S. Vinogradov, May Ling Ng, T. Kaambre, A. A. Cafolla, N. Martensson. Adsorption-induced gap states of h-BN on metal surfaces // Phys. Rev. B. — 2008. —Vol. 77. —P. 085421.

[203] R. Laskowski, P. Blaha. Ab initio study of h-BN nanomeshes on Ru(001), Rh(111), and Pt(111) // Phys. Rev. B. —2010. —Vol. 81. —P. 075418.

[204] A. Goriachko, Y. He, M. Knapp, H. Over. Self-Assembly of a Hexagonal Boron Nitride Nanomesh on Ru(0001) // Langmuir. — 2007. — Vol. 23. — P. 2928.

[205] A. Nagashima, N. Tejima, Y. Gamou, T. Kawai, C. Oshima. Electronic dispersion relations of monolayer hexagonal boron nitride formed on the Ni(111) surface // Phys. Rev. B. — 1995.— Vol. 51. —P. 4606.

[206] A. B. Preobrajenski, A. S. Vinogradov, N. Martensson. Ni 3d-BN n hybridization at the h-BN/Ni(111) interface observed with core-level spectroscopies // Phys. Rev. B. — 2004.— Vol. 70. — P. 165404.

[207] A. M. Shikin, G. V. Prudnikova, V. K. Adamchuk, F. Moresco, K.-H. Rieder. Surface intercalation of gold underneath a graphite monolayer on Ni(111) studied by angle-resolved photoemission and high-resolution electron-energy loss spectroscopy // Phys. Rev. B. — 2000. — Vol. 62. — Pp. 13202-13208.

[208] A. Varykhalov, J. Sanchez-Barriga, A. M. Shikin, C. Biswas, E. Vescovo, A. Rybkin, D. Marchenko, O. Rader. Electronic and Magnetic Properties of Quasifreestanding Graphene on Ni // Phys. Rev. Lett. - 2008.-Vol. 101.-P. 157601.

[209] T. Wideman, L. G. Sneddon. Convenient procedures for the laboratory preparation of borazine // Inorg. Chem. - 1995.-Vol. 34. - Pp. 1002-1003.

[210] A. Grüneis, K. Kummer, D. V. Vyalikh. Dynamics of Graphene Growth on a Metal Surface: A Time-Dependent Photoemission Study // New J. Phys. - 2009. - Vol. 11. - P. 073050.

[211] Yu.-C. Lin, Yu Chen, Yu Huang. The growth and applications of silicides for nanoscale devices // Nanoscale. -2012. -Vol. 4. - Pp. 1412-1421.

[212] A.L. Schmitt, J.M. Higgins, J.R. Szczech, S. Jin. Synthesis and applications of metal silicide nanowires // J. Mater. Chem. - 2010. - Vol. 20. - Pp. 223-235.

[213] C. Lavoie, F.M. d'Heurle, C. Detavernier, C. Cabral Jr. Towards implementation of a nickel silicide process for CMOS technologies //Microelectron. Eng. - 2003. - Vol. 70. - Pp. 144-157.

[214] J.A. Kittl, K. Opsomer, C. Torregiani, C. Demeurisse, S. Mertens, D.P. Brunco, M.J.H. Van Dal, A. Lauwers. Silicides and germanides for nano-CMOS applications // Mater. Sci. Eng. B. -2008.-Vol. 154-155.-Pp. 144-154.

[215] M. Bhaskaran, S. Sriram, L.W. Sim. Nickel silicide thin films as masking and structural layers for silicon bulk micro-machining by potassium hydroxide wet etching // J. Micromech. Microeng. -2008.-Vol. 18.-P. 095002.

[216] S. Senthilarasu, R. Sathyamoorthy, S. Lalitha. Synthesis and characterization of ß-FeSi2 grown by thermal annealing of Fe/Si bilayers for photovoltaic applications // Sol. Energ. Mat. Sol. C. -2004. - Vol. 82. - Pp. 299-305.

[217] J. Kim, W.A. Anderson. Metal silicide-mediated microcrystalline silicon thin-film growth for photovoltaics // Sol. Energ. Mat. Sol. C. - 2007. - Vol. 91. - Pp. 534-538.

[218] F. Zhou, J. Szczech, M.T. Pettes, A.L. Moore, S. Jin, Li Shi. Determination of Transport Properties in Chromium Disilicide Nanowires via Combined Thermoelectric and Structural Characterizations // Nano Lett. - 2007. - Vol. 7. - Pp. 1649-1654.

[219] F.-H. Ko, Z.-H. Yeh, C.-C. Chen, T.-F. Liu. Self-aligned platinum-silicide nanowires for biomolecule sensing // J. Vac. Sci. Technol. B. - 2005. - Vol. 23. - Pp. 3000-3005.

[220] J.B. Lasky, J.S. Nakos, O.J. Cain, P.J. Geiss. Comparison of transformation to low-resistivity phase and agglomeration of TiSi2 and CoSi2 // IEEE T. Electron Dev. — 1991.— Vol. 38.— P. 262.

[221] Silicide technology for integrated circuits, Ed. by L. Chen. — London: Institution of Engineering and Technology, 2004.

[222] J. A. Kittl, A. Lauwers, A. Veloso, T. Hoffmann, S. Kubicek, M. Niwa, M. J. H. van Dal, M. A. Pawlak, C. Demeurisse, C. Vrancken, P. Absil, S. Biesemans. CMOS Integration of Dual Work Function Phase-Controlled Ni Fully Silicided Gates (NMOS:NiSi, PMOS:Ni2Si, and Ni3iSii2) on HfSiON // IEEE Electron Device Lett. — 2006. — Vol. 27. — P. 966.

[223] J. A. Kittl, M. A. Pawlak, C. Torregiani, A. Lauwers, C. Demeurisse, C. Vrancken, P. P. Absil, S. Biesemans, C. Detavernier, J. Jordan-Sweet, C. Lavoie. Kinetics of Ni3Si2 formation in the Ni2Si-NiSi thin film reaction from in situ measurements // Appl. Phys. Lett. — 2007. — Vol. 91. — P. 232102.

[224] M. P. Levendorf, C. S. Rulz-Vargas, Sh. Garg, J. Park. Transfer-free batch fabrication of single layer graphene transistors // Nano Lett. — 2009. — Vol. 9. — Pp. 4479-4483.

[225] K.S. Kim, Yu. Zhao, H. Jang, S.Y. Lee, J.M. Kim, K.S. Kim, J.-H. Ahn, P. Kim, J.-Y. Choi, B.H. Hong. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes // Nature. — 2009. — Vol. 457. — P. 706.

[226] J. Hofrichter, B.N. Szafranek, M. Otto, T.J. Echtermeyer, M. Baus, A. Majerus, V. Geringer, M. Ramsteiner, H. Kurz. Synthesis of Graphene on Silicon Dioxide by a Solid Carbon Source // Nano Lett. — 2010. — Vol. 10. — Pp. 36-42.

[227] P.J. Wessely, F. Wessely, E. Birinci, U. Schwalke, B. Riedinger. Transfer-free fabrication of graphene transistors // J. Vac. Sci. Technol. B. — 2012. — Vol. 30. — P. 03D114.

[228] A. Zenasni, A. Delamoreanu, C. Rabot. Free-suspended graphene synthesis via carbon diffusion through platinum-based metal // Appl. Phys. Lett. — 2012. — Vol. 100. — P. 151907.

[229] Silvano Lizzit, Rosanna Larciprete, Paolo Lacovig, Matteo Dalmiglio, Fabrizio Orlando, Alessandro Baraldi, Lauge Gammelgaard, Lucas Barreto, Marco Bianchi, Edward Perkins, Philip Hofmann. Transfer-Free Electrical Insulation of Epitaxial Graphene from its Metal Substrate // Nano Lett. — 2012. — Vol. 12. — Pp. 4503-4507.

[230] Yu.S. Dedkov, M. Fonin, C. Laubschat. A possible source of spin-polarized electrons: The inert graphene/Ni(111) system // Appl. Phys. Lett. — 2008. — Vol. 92. — P. 052506.

[231] Yu.S. Dedkov, M. Fonin, U. Ruudiger, C. Laubschat. Graphene-protected iron layer on Ni(111) // Appl. Phys. Lett. — 2008. — Vol. 93. — P. 022509.

[232] D. Marchenko, A. Varykhalov, A. Rybkin, A.M. Shikin, O. Rader. Atmospheric stability and doping protection of noble-metal intercalated graphene on Ni(111) // Appl. Phys. Lett. — 2011. — Vol. 98. —P. 122111.

[233] A. Gmneis, K. Kummer, D.V. Vyalikh. Dynamics of graphene growth on a metal surface: a time-dependent photoemission study // New J. Phys. — 2009. — Vol. 11. — P. 073050.

[234] R. A. Riedel, M. Turowski, G. Margaritondo, P. Perfetti, C. Quaresima. Oxidation of amorphous silicon and germanium: Photoemission evidence for high oxidation states // J. Appl. Phys. — 1984. —Vol. 55. —Pp. 3195-3196.

[235] ASM handbook: Vol. 3: Alloys, Phase diagrams. — ASM International, 1992.

[236] G.W. Rubloff. Microscopic properties and behavior of silicide interfaces // Surf. Sci. — 1983. — Vol. 132. —Pp. 268-314.

[237] G.E. Murch. Diffusion Kinetics in Solids // Phase Transformations in Materials. — Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005. — Pp. 171-238.

[238] M. Sasaki, Y Yamada, Y Ogiwara, Sh. Yagyu, Sh. Yamamoto. Moire contrast in the local tunneling barrier height images of monolayer graphite on Pt(111) // Phys. Rev. B. — 2000.— Vol. 61.— Pp. 15653-15656.

[239] H. Ueta, M. Saida, Ch. Nakai, Y. Yamada, M. Sasaki, Sh. Yamamoto. Highly oriented monolayer graphite formation on Pt(111) by a supersonic methane beam // Surf. Sci. — 2004. — Vol. 560. — Pp.183-190.

[240] F. Varchon, P. Mallet, L. Magaud, J.-Y. Veuillen. Rotational disorder in few-layer graphene films on 6H-SiC(000-1): A scanning tunneling microscopy study // Appl. Phys. Lett. — 2008. — Vol. 77. —P. 165415.

[241] A. T. N'Diaye, S. Bleikamp, P. J. Feibelman, Th. Michely. Two-dimensional Ir cluster lattice on a graphene Moire on Ir(111) // Phys. Rev. Lett. — 2006. — Vol. 97. — P. 215501.

[242] Alpha T. N'Diaye, Timm Gerber, Carsten Busse, Josef Myslivecek, Johann Coraux, Thomas Michely. A versatile fabrication method for cluster superlattices // New J. Phys. — 2009. — Vol. 101. —P. 103045.

[243] E. Sutter, D. P. Acharya, J. T. Sadowski, P. Sutter. Scanning tunneling microscopy on epitaxial bilayer graphene on ruthenium (0001) // Appl. Phys. Lett. — 2009. — Vol. 94. — P. 133101.

[244] Q. Liao, H. J. Zhang, K. Wu, H. Y. Li, S. N. Bao, P. He. Oxidation of graphene on Ru(0001) studied by scanning tunneling microscopy // Appl. Surf. Sci. — 2010. — Vol. 257. — P. 82.

[245] D. Martoccia, P. R. Willmott, T. Brugger, M. Bjorck, S. Gunther, C. M. Schlepuutz, A. Cervellino, S. A. Pauli, B. D. Patterson, S. Marchini, J. Wintterlin, W. Moritz, T. Greber. Graphene on Ru(0001): a 25 x 25 supercell // Phys. Rev. Lett. — 2008. — Vol. 101. — P. 12б102.

[246] S. Marchini, S. Gunther, J. Wintterlin. Scanning tunneling microscopy of graphene on Ru(0001) // Phys. Rev. B. — 2007. — Vol. 7б. — P. 075429.

[247] J. M. Campanera, G. Savini, I. Suarez-Martinez, M. I. Heggie. Density functional calculations on the intricacies of Moire patterns on graphite // Phys. Rev. B. — 2007. — Vol. 75. — P. 235449.

[248] B. Premlal, M. Cranney, F. Vonau, D. Aubel, D. Casterman, M. M. De Souza, L. Simon. Surface intercalation of gold underneath a graphene monolayer on SiC(0001) studied by scanning tunneling microscopy and spectroscopy // Appl. Phys. Lett. — 2009. — Vol. 94. — P. 2б3115.

[249] A. M. Dobrotvorskii, O. V. Afanasjeva. A quasifermion approach to modeling interatomic interactions in solids // J. Phys.: Condens. Matter. — 1993. — Vol. 5. — Pp. 8839-8848.

[250] A. Mugarza, F. Schiller, J. Kuntze, J. Cordon, M. Ruiz-Osës, J. E. Ortega. Modelling nanostruc-tures with vicinal surfaces // J. Phys.: Condens. Matter. — 200б. — Vol. 18. — Pp. S27-S49.

[251] V. A. Shchukin, D. Bimberg. Spontaneous ordering of nanostructures on crystal surfaces // Rev. Mod. Phys. — 1999. —Vol. 71. —Pp. 1125-1171.

[252] P. Gambardella, A. Dallmeyer, K. Maiti, M. C. Malagoli, W. Eberhardt, K. Kern, C. Carbone. Ferromagnetism in one-dimensional monatomic metal chains // Nature. — 2002.— Vol. 41б. — Pp. 301-304.

[253] T. Tanaka, A. Tajima, R. Moriizumi, M. Hosoda, R. Ohno, E. Rokuta, C. Oshima, S. Otani. Carbon nano-ribbons and their edge phonons // Solid State Commun. — 2002.— Vol. 123.— Pp. 33-3б.

[254] Qitang Fan, J. Michael Gottfried, Junfa Zhu. Surface-Catalyzed C-C Covalent Coupling Strategies toward the Synthesis of Low-Dimensional Carbon-Based Nanostructures // Acc. Chem. Res. -2015.-Vol. -.-Pp. -.

[255] May Ling Ng, A. B. Preobrajenski, A. S. Vinogradov, N. Martensson. Formation and temperature evolution of Au nanoparticles supported on the h-BN nanomesh // Surf. Sci. - 2008.- Vol. 602.-Pp. 1250-1255.

[256] Bin Wang, Marie-Laure Bocquet. Monolayer Graphene and h-BN on Metal Substrates as Versatile Templates for Metallic Nanoclusters // J. Phys. Chem. Lett. - 2011. - Vol. 2. - Pp. 2341-2345.

[257] Zhixiang Sun, Sampsa K. Hämäläinen, Jani Sainio, Jouko Lahtinen, Daniel Vanmaekelbergh, Peter Liljeroth. Topographic and electronic contrast of the graphene moire on Ir(111) probed by scanning tunneling microscopy and noncontact atomic force microscopy // New J. Phys. -

2011.-Vol. 83.-P. 081415.

[258] Matthias Muntwiler, Matthias Hengsberger, Andrei Dolocan, Hansjorg Neff, Thomas Greber, Juurg Osterwalder. Energetics and dynamics of unoccupied electronic states at the h-BN/Ni(111) interface // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75. - P. 075407.

[259] M. Morscher, M. Corso, T. Greber, J. Osterwalder. Formation of single layer h-BN on Pd(111) // Surf. Sci. - 2006. - Vol. 600. - Pp. 3280-3284.

[260] Thomas Brugger, Sebastian Gunther, Bin Wang, J. Hugo Dil, Marie-Laure Bocquet, Juurg Osterwalder, Joost Wintterlin, Thomas Greber. Comparison of electronic structure and template function of single-layer graphene and a hexagonal boron nitride nanomesh on Ru(0001) // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. - P. 045407.

[261] Marko Kralj, Ivo Pletikosic, Marin Petrovic, Petar Pervan, Milorad Milun, Alpha T. N'Diaye, Carsten Busse, Thomas Michely, Jun Fujii, Ivana Vobornik. Graphene on Ir(111) characterized by angle-resolved photoemission // Phys. Rev. B. - 2011. - Vol. 84. - P. 075427.

[262] Elena Starodub, Aaron Bostwick, Luca Moreschini, Shu Nie, Farid El Gabaly, Kevin F. McCarty, Eli Rotenberg. In-plane orientation effects on the electronic structure, stability, and Raman scattering of monolayer graphene on Ir(111) // Phys. Rev. B. - 2011. - Vol. 83. - P. 125428.

[263] Fabrizio Orlando, Rosanna Larciprete, Paolo Lacovig, Ilan Boscarato, Alessandro Baraldi, Silvano Lizzit. Epitaxial Growth of Hexagonal Boron Nitride on Ir(111) // J. Phys. Chem. C.-

2012.-Vol. 116.-Pp. 157-164.

[264] Gedeng Ruan, Zhengzong Sun, Zhiwei Peng, James M. Tour. Growth of Graphene from Food, Insects, and Waste // ACS Nano. — 2011. — Vol. 5. — Pp. 7601-7607.

[265] Yoshisato Kimura, Kaoru Iida, Fu-Gao Wei, Yoshinao Mishima. Phase equilibria in the T-Al-C (T: Co, Ni, Rh, Ir) and T-Al-B (T: Rh, Ir) systems for the design of E2i-Co3AlC based heat resistant alloys // Intermetallics. — 2006. — Vol. 14. — Pp. 508-514.

[266] H. Hattab, A. T. N'Diaye, D. Wall, G. Jnawali, J. Coraux, C. Busse, R. van Gastel, B. Poelsema, T. Michely, F.-J. Meyer zu Heringdorf, M. Horn von Hoegen. Growth temperature dependent graphene alignment on Ir(111) // Appl. Phys. Lett. — 2011. — Vol. 98. — P. 141903.

[267] Robert Laskowski, Peter Blaha, Karlheinz Schwarz. Bonding of hexagonal BN to transition metal surfaces: An ab initio density-functional theory study // Phys. Rev. B. — 2008. — Vol. 78. — P. 045409.

[268] S. Rusponi, M. Papagno, P. Moras, S. Vlaic, M. Etzkorn, P. M. Sheverdyaeva, D. Pacile, H. Brune, C. Carbone. Highly Anisotropic Dirac Cones in Epitaxial Graphene Modulated by an Island Superlattice // Phys. Rev. Lett. — 2010. — Vol. 105. — P. 246803.

[269] J. Voit, L. Perfetti, F. Zwick, H. Berger, G. Margaritondo, G. Gruuner, H. Höchst, M. Grioni. Electronic Structure of Solids with Competing Periodic Potentials // Science. — 2000. — Vol. 290. —Pp. 501-503.

[270] W. Bardyszewski, L. Hedin. A New Approach to the Theory of Photoemission from Solids // Phys. Scripta. — 1985. — Vol. 32. — Pp. 439-450.

[271] J. W. Gadzuk. Surface molecules and chemisorption. II. Photoemission angular distributions // Phys. Rev. B. — 1974. — Vol. 10. — Pp. 5030-5044.

[272] M. Mucha-Kruczymki, O. Tsyplyatyev, A. Grishin, E. McCann, Vladimir I. Fal'ko, Aaron Bost-wick, Eli Rotenberg. Characterization of graphene through anisotropy of constant-energy maps in angle-resolved photoemission // Phys. Rev. B. — 2008. — Vol. 77. — P. 195403.

[273] Satoru Masubuchi, Sei Morikawa, Masahiro Onuki, Kazuyuki Iguchi, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Tomoki Machida. Fabrication and Characterization of High-Mobility Graphene p-n-p Junctions Encapsulated by Hexagonal Boron Nitride // Jpn. J. Appl. Phys. — 2013. — Vol. 52. — P. 110105.

[274] P. J. Zomer, S. P. Dash, N. Tombros, B. J. van Wees. A transfer technique for high mobility graphene devices on commercially available hexagonal boron nitride // Appl. Phys. Lett. — 2011. —Vol. 99. —P. 232104.

[275] Da Zhan, Jiaxu Yan, Linfei Lai, Zhenhua Ni, Lei Liu, Zexiang Shen. Engineering the Electronic Structure of Graphene // Adv. Mater. — 2012. — Vol. 24. — Pp. 4055-4069.

[276] D. Haberer, D. V. Vyalikh, S. Taioli, B. Dora, M. Farjam, J. Fink, D. Marchenko, T. Pichler, K. Ziegler, S. Simonucci, M. S. Dresselhaus, M. Knupfer, B. Buuchner, A. Gruneis. Tunable Band Gap in Hydrogenated Quasi-Free-Standing Graphene // Nano Lett. — 2010.— Vol. 10.— Pp. 3360-3366.

[277] W. J. Gammon, O. Kraft, A. C. Reillya, B. C. Holloway. Experimental comparison of N(1s) X-ray photoelectron spectroscopy binding energies of hard and elastic amorphous carbon nitride films with reference organic compounds // Carbon. — 2003. — Vol. 41. — Pp. 1917-1923.

[278] J. R. Pels, F. Kapteijn, J. A. Moulijn, Q. Zhu, K. M. Thomas. Evolution of nitogen functionalities in carbonaceous materials during pyrolysis // Carbon. — 1995. — Vol. 33. — Pp. 1641-1653.

[279] Yasuhiro Yamada, Jungpil Kim, Shintaro Matsuo, Satoshi Sato. Nitrogen-Containing Graphene Analyzed by X-ray Photoelectron Spectroscopy // Carbon. — 2014. — Vol. 70. — Pp. 59-74.

[280] J. M. Ripalda, E. Roman, N. Diaz, L. Galan, I. Montero, G. Comelli, A. Baraldi, S. Lizzit, A. Goldoni, G. Paolucci. Correlation of X-ray absorption and X-ray photoemission spectroscopies in amorphous carbon nitride // Phys. Rev. B. — 1999. — Vol. 60. — Pp. R3705-R3708.

[281] Iwao Shimoyama, Guohua Wu, Tetsuhiro Sekiguchi, Yuji Baba. Evidence for the existence of nitrogen-substituted graphite structure by polarization dependence of near-edge X-ray-absorption fine structure // Phys. Rev. B. — 2000. — Vol. 62. — Pp. R6053-R6056.

[282] Hideharu Niwa, Koji Horiba, Yoshihisa Harada, Masaharu Oshima, Takashi Ikeda, Kiyoyuki Terakura, Jun-ichi Ozaki, Seizo Miyata. X-ray absorption analysis of nitrogen contribution to oxygen reduction reaction in carbon alloy cathode catalysts for polymer electrolyte fuel cells // J. Power Sources. — 2009. — Vol. 187. — Pp. 93-97.

[283] Hyun Chul Choi, Jeunghee Park, Bongsoo Kim. Distribution and Structure of N Atoms in Multiwalled Carbon Nanotubes Using Variable-Energy X-Ray Photoelectron Spectroscopy // J. Phys. Chem. B. — 2005. — Vol. 109. — Pp. 4333-4340.

[284] Peter Jacobson, Bernhard Stöger, Andreas Garhofer, Gareth S. Parkinson, Michael Schmid, Roman Caudillo, Florian Mittendorfer, Josef Redinger, Ulrike Diebold. Disorder and Defect Healing in Graphene on Ni(111) // J. Phys. Chem. Lett. — 2012. — Vol. 3. — Pp. 136-139.

[285] Takeshi Fujita, Pengfei Guan, Keith McKenna, Xingyou Lang, Akihiko Hirata, Ling Zhang, Tomoharu Tokunaga, Shigeo Arai, Yuta Yamamoto, Nobuo Tanaka, Yoshifumi Ishikawa, Nao-ki Asao, Yoshinori Yamamoto, Jonah Erlebacher, Mingwei Chen. Atomic origins of the high catalytic activity of nanoporous gold // Nat. Mater. — 2012. — Vol. 11. — Pp. 775-780.

[286] Yusuke Mikami, Amarajothi Dhakshinamoorthy, Mercedes Alvaro, Hermenegildo Garcia. Catalytic activity of unsupported gold nanoparticles // Catal. Sci. Technol. — 2013.— Vol. 3.— Pp. 58-69.

[287] Xiaochun Zhou, Weilin Xu, Guokun Liu, Debashis Panda, Peng Chen. Size-Dependent Catalytic Activity and Dynamics of Gold Nanoparticles at the Single-Molecule Level // J. Am. Chem. Soc. — 2010. —Vol. 132. —Pp. 138-146.

[288] G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, V. M. Karpan, J. van den Brink, P. J. Kelly. Doping graphene with metal contacts // Phys. Rev. Lett. — 2008. — Vol. 101. — P. 026803.

[289] A. Gabriel, C. Chatillon, I. Ansara. Thermochemical and phase-diagram analysis of the Ni-C, Co-C, and Co-Ni-C systems // High Temp. Sci. — 1988. — Vol. 25. — Pp. 17-54.

[290] B R K Nanda, M Sherafati, Z S Popovic, S Satpathy. Electronic structure of the substitutional vacancy in graphene: density-functional and Green's function studies // New J. Phys. — 2013. — Vol. 15. —P. 039501.

[291] Tianru Wu, Honglie Shen, Lei Sun, Bin Cheng, Bin Liu, Jiancang Shen. Nitrogen and Boron Doped Monolayer Graphene by Chemical Vapor Deposition Using Polystyrene, Urea and Boric Acid// New J. Chem. — 2012. —Vol. 36. —Pp. 1385-1391.

[292] D. Pacile, S. Lisi, I. Di Bernardo, M. Papagno, L. Ferrari, M. Pisarra, M. Caputo, S. K. Mahatha, P. M. Sheverdyaeva, P. Moras, P. Lacovig, S. Lizzit, A. Baraldi, M. G. Betti, C. Carbone. Electronic Structure of Graphene/Co Interfaces // Phys. Rev. B. — 2014. — Vol. 90. — P. 195446.

[293] V.K. Alimov, D.B. Bogomolov, M.N. Churaeva, A.E. Gorodetsky, S.L. Kanashenko, A.I. Kanaev, S.Y. Rybakov, V.M. Sharapov, A.P. Zakharov, R.K. Zalavutdinov, O.I. Buzhinsky, A.P. Chernobay, S.A. Grashin, S.V. Mirnov, V.I. Bregadze, A.Y. Usyatinsky. Characterization of a-B/C:H Films

Deposited From Different Boron Containing Precursors // J. Nucl. Mater. — 1992. — Vol. 196. — Pp. 670-675.

[294] Pinshane Y. Huang, Carlos S. Ruiz-Vargas, ArendM. van der Zande, William S. Whitney, Mark P. Levendorf, Joshua W. Kevek, Shivank Garg, Jonathan S. Alden, Caleb J. Hustedt, Ye Zhu, Jiwoong Park, Paul L. McEuen, David A. Muller. Grains and Grain Boundaries in Single-Layer Graphene Atomic Patchwork Quilts // Nature. — 2011. — Vol. 469. — Pp. 389-392.

[295] L. V. Dzemiantsova, M. Karolak, F. Lofink, A. Kubetzka, B. Sachs, K. von Bergmann, S. Hankemeier, T. O. Wehling, R. Fromter, H. P. Oepen, A. I. Lichtenstein, R. Wiesendanger. Multiscale Magnetic Study of Ni(111) and Graphene on Ni(111) // Phys. Rev. B. — 2011.— Vol. 84.— P. 205431.

[296] Liuyan Zhao, Mark Levendorf, Scott Goncher, Theanne Schiros, Lucia Palova, Amir Za-bet-Khosousi, Kwang Taeg Rim, Christopher Gutierrez, Dennis Nordlund, Cherno Jaye, Mark Hybertsen, David Reichman, George W. Flynn, Jiwoong Park, AbhayN. Pasupathy. Local Atomic and Electronic Structure of Boron Chemical Doping in Monolayer Graphene // Nano Lett. — 2013. — Vol. 13. — Pp. 4659-4665.

[297] Frederic Joucken, Yann Tison, Jerome Lagoute, Jacques Dumont, Damien Cabosart, Bing Zheng, Vincent Repain, Cyril Chacon, Yann Girard, Andres Rafael Botello-Mendez, Sylvie Rousset, Robert Sporken, Jean-Christophe Charlier, Luc Henrard. Localized State and Charge Transfer in Nitrogen-Doped Graphene // Phys. Rev. B. — 2012. — Vol. 85. — P. 161408.

[298] Wen Wan, Hui Li, Han Huang, Swee Liang Wong, Lu Lv, Yongli Gao, Andrew Thye Shen Wee. Incorporating Isolated Molybdenum (Mo) Atoms into Bilayer Epitaxial Graphene on 4H-SiC(0001) // ACS Nano. — 2014. — Vol. 8. — Pp. 970-976.

[299] Bing Zheng, Patrick Hermet, Luc Henrard. Scanning Tunneling Microscopy Simulations of Nitrogen- and Boron-Doped Graphene and Single-Walled Carbon Nanotubes // ACS Nano.— 2010. — Vol. 4. — Pp. 4165—4173.

[300] G. Savini, A. C. Ferrari, Feliciano Giustino. First-Principles Prediction of Doped Graphane as a High-Temperature Electron-Phonon Superconductor // Phys. Rev. Lett. — 2010.— Vol. 105.— P. 037002.

[301] Jorge O. Sofo, Ajay S. Chaudhari, Greg D. Barber. Graphane: A two-dimensional hydrocarbon // Phys. Rev. B. — 2007. — Vol. 75. — P. 153401.

[302] M.Z.S. Flores, P.A.S. Autreto, S.B. Legoas, D.S. Galvao. Graphene to graphane: a theoretical study // Nanotechnol. - 2009. - Vol. 20. - P. 465704.

[303] Cheol-Hwan Park, Feliciano Giustino, Marvin L. Cohen, Steven G. Louie. Velocity Renormal-ization and Carrier Lifetime in Graphene from the Electron-Phonon Interaction // Phys. Rev. Lett. - 2007. - Vol. 99. - P. 086804.

[304] K. M. Borysenko, J. T. Mullen, E. A. Barry, S. Paul, Y. G. Semenov, J. M. Zavada, M. Buongiorno Nardelli, K. W. Kim. First-principles analysis of electron-phonon interactions in graphene // Phys. Rev. B.-2010.-Vol. 81.-P. 121412.

[305] E.W. Plummer, J.R. Shi, S.J. Tang, E. Rotenberg, S.D. Kevan. Enhanced electron-phonon coupling at metal surfaces // Prog. Surf. Sci. - 2003. - Vol. 74. - Pp. 251-268.

[306] Junren Shi, S.-J. Tang, Biao Wu, P. T. Sprunger, W. L. Yang, V. Brouet, X. J. Zhou, Z. Hussain, Z.-X. Shen, Zhenyu Zhang, E. W. Plummer. Direct Extraction of the Eliashberg Function for Electron-Phonon Coupling: A Case Study of Be(10l0) // Phys. Rev. Lett. - 2004. - Vol. 92. -P. 186401.

[307] Superconductivity. Vol. 1: Conventional and Unconventional Superconductors, Ed. by K. Ben-nemann, J. Ketterson. - Springer, 2008.

[308] G.D. Sanders, A.R.T. Nugraha, K. Sato, J.-H. Kim, J. Kono, R. Saito, C.J. Stanton. Theory of coherent phonons in carbon nanotubes and graphene nanoribbons // J. Phys.: Condens. Matter. -2013.-Vol. 25.-P. 144201.

[309] T. Valla, J. Camacho, Z.-H. Pan, A. V. Fedorov, A. C. Walters, C. A. Howard, M. Ellerby. Anisotropic Electron-Phonon Coupling and Dynamical Nesting on the Graphene Sheets in Superconducting CaC6 using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. -2009.-Vol. 102.-P. 107007.

[310] Goran Grimvall. The Electron-Phonon Interaction in Metals, Ed. by E. Wohlfarth. - New York: North-Holland Pub. Co., 1981.

[311] B. Hellsing, A. Eiguren, E.V. Chulkov. Electron-phonon coupling at metal surfaces // J. Phys.: Condens. Matter. - 2002. - Vol. 14. - P. 5959.

[312] W. L. McMillan. Transition Temperature of Strong-Coupled Superconductors // Phys. Rev.-1968.-Vol. 167.-Pp. 331-344.

[313] R.C. Dynes. McMillan's equation and the Tc of superconductors // Solid State Commun. — 1972. —Vol. 10. —Pp. 615-618.

[314] Matteo Calandra, Francesco Mauri. Theoretical Explanation of Superconductivity in C6Ca // Phys. Rev. Lett. — 2005. — Vol. 95. — P. 237002.

[315] Jiepeng Liu, Xuefeng Wu, Fangfei Ming, Kedong Wang, Xudong Xiao. Superconductivity of individual Pb islands on Si(111): pseudogap, critical region, density of states, and island size // Supercond. Sci. Technol. — 2013. — Vol. 26. — P. 085009.

[316] Yu. S. Dedkov, A. M. Shikin, V. K. Adamchuk, S. L. Molodtsov, C. Laubschat, A. Bauer, G. Kaindl. Intercalation of copper underneath a monolayer of graphite on Ni(111) // Phys. Rev. B. — 2001. — Vol. 64. —P. 035405.

[317] A. Varykhalov, O. Rader. Graphene grown on Co(0001) films and islands: Electronic structure and its precise magnetization dependence // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 80. — P. 035437.

[318] J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, M.R. Scholz, O. Rader, D. Marchenko, A. Rybkin, A.M. Shikin, E. Vescovo. Chemical vapour deposition of graphene on Ni(111) and Co(0001) and intercalation with Au to study Dirac-cone formation and Rashba splitting // Diamond Relat. Mater. — 2010. — Vol. 19. —Pp. 734-741.

[319] M. Papagno, P. Moras, P. M. Sheverdyaeva, J. Doppler, A. Garhofer, F. Mittendorfer, J. Redinger, C. Carbone. Hybridization of graphene and a Ag monolayer supported on Re(0001) // Phys. Rev. B. — 2013. — Vol. 88. — P. 235430.

[320] Peter Sutter, Jerzy T. Sadowski, Eli Sutter. Graphene on Pt(111): Growth and substrate interaction // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 80. — P. 245411.

[321] Daejin Eom, Deborah Prezzi, Kwang TaegRim, Hui Zhou, Michael Lefenfeld, Shengxiong Xiao, Colin Nuckolls, Mark S. Hybertsen, Tony F. Heinz, George W. Flynn. Structure and electronic properties of graphene nanoislands on Co(0001) // Nano Lett. — 2009. — Vol. 9. — Pp. 2844-2848.

[322] A. Garcia-Lekue, T. Balashov, M. Olle, G. Ceballos, A. Arnau, P. Gambardella, D. Sanchez-Portal, A. Mugarza. Spin-Dependent Electron Scattering at Graphene Edges on Ni(111) // Phys. Rev. Lett. — 2014. — Vol. 112. — P. 066802.

[323] Wei-Bing Zhang, Chuan Chen, Ping-Ying Tang. First-principles study for stability and binding mechanism of graphene/Ni(111) interface: Role of vdW interaction // J. Chem. Phys. — 2014. — Vol. 141. —P. 044708.

[324] Klaus Koepernik, Helmut Eschrig. Full-potential nonorthogonal local-orbital minimum-basis band-structure scheme // Phys. Rev. B. — 1999. — Vol. 59. — Pp. 1743-1757.

[325] G. Kresse, J. Furthmuuller. Efficient Iterative Schemes for ab Initio Total-Energy Calculations Using a Plane-Wave Basis Set // Phys. Rev. B. — 1996. — Vol. 54. — Pp. 11169-11186.

[326] G. Kresse, D. Joubert. From Ultrasoft Pseudopotentials to the Projector Augmented-Wave Method // Phys. Rev. B. — 1999. — Vol. 59. — Pp. 1758-1775.

[327] Yuanchang Li, Pengcheng Chen, Gang Zhou, Jia Li, Jian Wu, Bing-Lin Gu, S. B. Zhang, Wenhui Duan. Dirac Fermions in Strongly Bound Graphene Systems // Phys. Rev. Lett. — 2012. — Vol. 109. —P. 206802.

[328] Yu. S. Dedkov, M. Fonin, C. Laubschat. A possible source of spin-polarized electrons: The inert graphene/Ni(111) system // Appl. Phys. Lett. — 2008. — Vol. 92. — P. 052506.

[329] D. Marchenko, A. Varykhalov, J. Sanchez-Barriga, O. Rader, C. Carbone, G. Bihlmayer. Highly spin-polarized Dirac fermions at the graphene/Co interface // Phys. Rev. B. — 2015. — Vol. 91. — P. 235431.