"物品が、第1の仕事関数を有するグラフェン層;およびグラフェン層上に配置された金属酸化物膜であって、第1の仕事関数より大きい第2の仕事関数を有する金属酸化物膜を含み、これにより電子が、グラフェン層から金属酸化物膜に移動し、グラフェン層中に正孔蓄積層を形成する、物品。正孔蓄積層が、最大約1.0×1013cm-2の正孔面密度を有する、請求項1に記載の物品。基板をさらに含み、グラフェン層が基板上に配置される、請求項1に記載の物品。グラフェン層が、基板上に形成されたエピタキシャルグラフェン層である、請求項3に記載の物品。基板がn-型材料を含んでなる、請求項3に記載の物品。基板が炭化ケイ素を含んでなる、請求項5に記載の物品。グラフェン層が、第1の領域および第1の領域に隣接する第2の領域を含み;そしてここで金属酸化物膜が、グラフェン層の第1の領域の上にのみ配置される、請求項3に記載の物品。p-n接合が、第1の領域と第2の領域の間に形成される、請求項7に記載の物品。グラフェン層の第1の領域と接触する第1の電極、およびグラフェン層の第2の領域と接触する第2の電極をさらに含んでなる、請求項7に記載の物品。グラフェン層上に形成されたソース電極;およびグラフェン層上に形成され、ソース電極とは分離しているドレイン電極をさらに含み、ここで金属酸化物膜が、ソース電極とドレイン電極の間に配置される、請求項3に記載の物品。金属酸化物膜がMoO3を含んでなる、請求項1に記載の物品。金属酸化物膜がWO3を含んでなる、請求項1に記載の物品。金属酸化物膜が少なくとも約0.2nmの厚さを有する、請求項1に記載の物品。グラフェン層が強磁性である、請求項1に記載の物品。グラフェン層が示す磁気ヒステリシスの程度が、金属酸化物膜の厚さに依存している、請求項14に記載の物品。金属酸化物膜が約15nm未満の厚さを有する、請求項14に記載の物品。金属酸化物膜が約5nmの厚さを有する、請求項16に記載の物品。方法が:第1の仕事関数を有するグラフェン層を提供すること;および第1の仕事関数より大きい第2の仕事関数を有する金属酸化物膜をグラフェン層上に形成することを含んでなり、これによりグラフェン層中の電子が、金属酸化物膜に移動し、グラフェン層中に正孔蓄積層を形成する、グラフェンをドーピングする方法。正孔蓄積層中の正孔の目的濃度に基づいて金属酸化物膜の厚さを決定することをさらに含んでなる、請求項18に記載の方法。グラフェン層を提供することが、基板上にグラフェン層を形成することを含む、請求項18に記載の方法。基板上にグラフェン層を形成することが、基板上にエピタキシャルグラフェン膜を形成することを含む、請求項20に記載の方法。基板上にグラフェン層を形成することが、化学気相成長によってグラフェン層を成長させることを含む、請求項20に記載の方法。グラフェン層を提供することが、マイクロメカニカル劈開によってグラフェン層を形成することを含む、請求項18に記載の方法。グラフェン層を提供することが、グラフェン酸化物を還元することによってグラフェン層を形成することを含む、請求項18に記載の方法。金属酸化物膜を形成することが、真空熱蒸着プロセスによって金属酸化物膜を形成することを含む、請求項18に記載の方法。金属酸化物膜を形成することが、レイヤーバイレイヤー成長プロセスによって金属酸化物膜を形成することを含む、請求項18に記載の方法。基板;基板の表面上に配置されるグラフェン層であって、第1の仕事関数を有するグラフェン層;グラフェン層上に形成されるソース電極;グラフェン層上に形成され、ソース電極とは分離しているレイン電極;およびソース電極とドレイン電極の間のグラフェン層上に配置されている金属酸化物膜であって、第1の仕事関数より大きい第2の仕事関数を有する金属酸化物膜を含んでなり、これにより電子が、グラフェン層から金属酸化物膜に移動し、グラフェン層と金属酸化物膜の間の界面付近に固有電場を形成する、光検出器。入射光子がグラフェン層に吸収されると、光電流がグラフェン層に生じる、請求項27に記載の光検出器。グラフェンが、近赤外から紫外線の範囲に周波数を有する光子を吸収するように構成される、請求項28に記載の光検出器。基板;基板の表面上に配置されているグラフェン層であって、第1の仕事関数を有し、第1の領域および第1の領域に隣接する第2の領域を有するグラフェン層;およびグラフェン層の第1の領域上に配置される金属酸化物膜であって、第1の仕事関数よりも大きい第2の仕事関数を有する金属酸化物膜を含んでなり、これによってp-n接合が、第1の領域と第2の領域の間に形成される、デバイス。グラフェン層の第1の領域と接触している第1の電極、およびグラフェン層の第2の領域と接触している第2の電極をさらに含んでなる、請求項30に記載のデバイス。基板がn-型炭化ケイ素を含んでなる、請求項30に記載のデバイス。第1の領域がp-型であるように、電子がグラフェン層の第1の領域から金属酸化物膜に移動する、請求項30に記載のデバイス。グラフェン層の第2の領域がn-型である、請求項30に記載のデバイス。グラフェン層の第2の領域が、基板とグラフェン層の第2の領域との間の電荷移動によりn-型である、請求項34に記載のデバイス。1.正孔ドープグラフェン図1を参照すると、薄膜構造60は、炭化ケイ素SiCウェハのような基板44上のEG膜42で形成されたエピタキシャルグラフェンEG構造40を含む。EG膜42は、グラフェン単層であってもよく、または多層グラフェンで形成されていてもよい。薄膜構造60はまた、EG膜42の頂部表面43上に形成された金属-酸化物M-O膜50を含む。M-O膜50は、高い仕事関数Φを有する材料であり、これは化学的に不活性であり、熱的に安定であり、そして空気中で安定であり、例えばMoO3融点~780°CまたはWO3である。図2および3をさらに参照して、EG膜42の仕事関数ΦEGは、約4.0~4.3eV例えば約4.2eVであり、M-O膜50の仕事関数ΦM-Oは、MoO3に関して約6.8eVである。EG膜42とM-O膜50の間の仕事関数における差異は、これらの2つの材料を物理的に接触させて配置したときにEG膜42からM-O膜50への電子の自発的な移動を生じさせる。この電子移動は、EG膜42の頂部表面43にて正孔蓄積層45を生じさせ、それによりEG膜を有効に正孔ドーピングすなわち、p-型ドーピングする。正孔蓄積層45における正孔濃度は、M-O膜50の厚さに依存する。例えば、約1.0×1013cm-2の正孔の面密度は、0.8nm厚さのMoO3膜を用いて達成できる。図4を参照して、一部の実施態様において、M-O膜50は、薄膜蒸着システム10における熱蒸着によって形成される。これらの実施態様において、真空ポンプ20は、真空導管24を介して蒸着システム10の真空チャンバ12の内部14に空圧的に連結する。真空ポンプ20は、真空チャンバ12の内部14において超高真空UHVを生じる程度に十分強力である。サンプルホルダー30は、真空チャンバ12の内部14または頂部16に配置されて、EG膜42が熱蒸着器36に面するようにEG構造40を保持する。真空チャンバ12の底部18に位置する熱蒸着器36例えばKnudsenセルK-セルは、M-O粉末38を保持する。熱蒸着器36は、M-O粉末38を蒸発させ、気化したM-Oクラスターを生成する。気化したM-Oクラスターは、EG膜42の頂部表面43上にM-O膜50を形成して、それにより薄膜構造60を生成する図1に示されるように。一部の実施態様において、EG膜42の広い領域にわたる一様なドーピングは、EG膜42上でM-O薄膜50のレイヤーバイレイヤー成長を実施することによって達成できる。レイヤーバイレイヤー成長は、例えばM-Oクラスターの拡散を低減するために、M-O膜50の成長中に、低温で基板44を保持することによって実現することができ、それによりM-Oアイランドの形成を回避する。表面移動正孔ドーピングは、これに限定されないが、以下のものを含む、他のタイプのグラフェンおよび他の基板に拡張することができる:SiC、Si、または高度に秩序化されている熱分解性グラファイトHOPG、これは選択されたM-Oとは顕著に異なる仕事関数を有する;CVDグラフェン;マイクロメカニカルに劈開したグラフェン;グラフェン-酸化物;およびグラフェン酸化物から還元したグラフェン膜。表面修飾は、他の高い仕事関数の金属酸化物、例えばWO3を用いて;または強力な電子求引特性を有する有機分子、例えばF4-TCNQまたはF48C60を用いて実施することができる。2.実験結果分光器による評価用に薄膜M-O/EG構造60を製作するために、1200°Cで、UHV条件下、化学的にエッチングしたn-型のSi-末端処理化4H-SiC0001サンプルCREEResearch,Inc.,Durham,NCの熱分解によって、二層EGサンプルを製造した。得られたEG膜の品質は、insituの低温走査トンネンル顕微鏡法、低エネルギー電子回折、およびラマン分光法によって確認した。MoO3膜50は、真空チャンバ14において室温~300Kで二層EG膜上にKnudsenセルからinsituで蒸着した。0.2nm/分の呼び蒸着速度は、水晶振動子マイクロバランスで予備較正して、さらに、MoO3蒸着の前および後にバルクSiCのSi2pピーク強度の漸減をモニターして見積った。図5Aおよび5Bを参照して、ラマン分光測定は、MoO3ドーピングが下層EG膜に対して物理的に非破壊性であることを明らかにしている。図5Aを具体的に参照すると、ラマン測定を、5nmのMoO3蒸着の前曲線500および後曲線502に、剥離したグラフェン構造について実施した。2Dピーク対Gピークの相対ピーク強度すなわちI2D/IG比は、MoO3蒸着の前後でほぼ一定のままである。さらに、Dピークは認められなかった。これらのスペクトルは、グラフェン結晶構造が乱されないことを示している。ここで図5Bを参照して、未処理のエピタキシャルグラフェン曲線504、0.5nmのMoO3修飾グラフェン曲線506、および10nmのMoO3修飾グラフェン曲線508のラマンスペクトルは、欠陥ピークが、MoO3蒸着とともにサイズがごくわずかに増大することを明らかにする。すなわち、グラフェンの電子特性が、MoO3修飾後に維持される。EG膜上のMoO3の蒸着後、MoO3とEgの間の大きな仕事関数の差異は、上記されるように、EG膜からMoO3への顕著な電子移動を導く。この電子移動は、大きな界面ダイポールの形成を誘導する。バンド曲がりが生じ、EGのフェルミ準位をMoO3の電荷中性準位に整列させる。これらの効果は、MoO3蒸着後のEGの真空準位VLまたは仕事関数変化を測定することによって確認できる。図6を参照して、シンクロトロンに基づくinsitu光子放出分光法PES実験を、光子エネルギー60eVおよびサンプルバイアス-5Vを用いるMoO3/EG構造にて実施した。低運動エネルギー領域におけるPESスペクトルの漸進的変化が、EG上でのMoO3の蒸着中に観察された。EG膜のVLおよび仕事関数は、PESスペクトルにおける低運動エネルギーのオンセット二次電子カットオフの線形外挿法によって測定した。図6および7を参照すると、クリーンなEGは、4.3±0.05eVの仕事関数を有する。0.2nm呼び厚さのMoO3の蒸着後、仕事関数は5.1±0.05eVに増大した;すなわち、VLが0.8±0.05eVに上方シフトした。仕事関数のシフトは、0.8nmのMoO3呼び厚さに対して、1.4±0.05eVまで増大した。MoO3厚さの関数としてのEGの仕事関数における変化を図7に示す。図8A~8Cを参照して、EG上のMoO3厚さの関数としてのPESスペクトルを、C1sバンドについて図8A、Si2pバンド図8Bについて、およびMo3dバンド図8Cについて示す。具体的に図8Aを参照すると、クリーンなEGのC1sスペクトル曲線800は、284.4±0.05の結合エネルギーを中心とするEG関連C1sピーク802が支配的である。MoO3が蒸着するにつれて、C1sピークは、徐々に、低い結合エネルギーの方にシフトする。0.8nmのMoO3呼び厚さに対して曲線804、EG関連C1sピーク806は、0.7eVづつ、283.7±0.05eVまでシフトする。C1sバンドにおけるシフトも図7に示す。C1sピークのシフトは、MoO3の蒸着によるEGの上方バンド曲がりすなわちp-型ドーピングによって説明できる。MoO3/EG界面における電荷移動は、EG膜において過剰に非局在化した正孔の蓄積をもたらし、EGを正孔で効果的にドーピングする。この正孔ドーピングの結果、EGのフェルミ準位は、EGの価電子帯の方へ、またはさらに下位にでさえシフトする。観察された1.4eVの大きなVLシフト図6および7に示されるは、MoO3/EG界面に形成された上方バンド曲がり0.7eV;図8Aに示されるおよび界面双極子のコンボリューションに由来する。対照的に、図8Bを参照すると、バルクSiC関連のSi2pピーク808の結合エネルギーにおけるシフトは観察されなかった。Si2pピークの安定性は、MoO3の蒸着中にSiC/EG界面において顕著な電荷移動がないこと、および正孔が大部分は二次元EG層に閉じ込められていることを示している。より詳細には、n-型4H-SiCの大きいバンドギャップ3.2eVは、高いエネルギー障壁>2.5eVとして作用し、EGフェルミ準位からSiCの価電子帯に正孔が移動するのを防ぐので、EG層における正孔の閉じ込めを促進する。図8Cを参照すると、Mo3d5/2内殻準位ピーク810は、蒸着を通して、232.3±0.05eVの結合エネルギーを中心としており、これはMoが完全に酸化されたMoO3においてMo6の形態であることを示している。図9Aおよび9Bを参照すると、EGの表面移動p-型ドーピングをさらに、ScientaNewburyport,MAR4000電子分光計を用いて角度分解光子放出分光法ARPESで確認した。図9Aおよび9Bは、それぞれ、4-HSiC0001上の成長したままの二層EGおよび0.2nmのMoO3の蒸着後の60eVの光子エネルギーでARPESによって室温で測定した場合の、πバンドの分散を示す。ARPES測定は、EGブリルアンゾーンのKポイントの周りの価電子帯構造を示す。SiC基板からの電荷移動により、SiC上の成長したままの二層EG図9Aは、マーカー900によって示されるように、フェルミ準位がディラックポイントの上方0.32eVに位置するように電子ドープされるすなわちn-型。0.2nmMoO3の蒸着後図9B、ディラックポイントは、マーカー902によって示されるように、フェルミ準位の方に0.1eVシフトし、MoO3の蒸着によって誘導される上方バンド曲がりを示唆している。この結果は、図8Aに示されるC1s内殻準位シフトと一致している。ディラックポイント付近1eV以内の状態密度DOSの線形分散に基づいて、ドープされたグラフェンの電荷キャリア濃度電子または正孔は、以下の式を用いて見積もることができる:式中、NeNhは、電子正孔の面密度であり、νFほぼ106m/sはグラフェンのフェルミ速度であり、EFEDは、フェルミ準位ディラックポイントのエネルギー位置である。図10を参照して、成長したままのn-型EGのディラックポイントは、フェルミ準位より約0.32eV下方であり、成長したままの二層EGにおける電子の面密度は、上記式から見積もられるように、約0.7×1013cm-2である。二層EG上の0.8nmのMoO3の蒸着後に、EGの表面移動p-型ドーピングは、グラフェンバンドを0.7eV持ち上げるので、フェルミ準位はディラックポイントより0.38eV下方に移動する。上記式に基づいて、0.8nmのMoO3を蒸着させたEGの正孔面密度は、約1.0×1013cm-2と見積もられる;すなわち、EGは、MoO3薄膜での表面修飾を介して正孔ドープされる。3.グラフェンに基づくp-n接合SiC上の成長したままのEGは、EGとSiCとの間の界面電荷移動によりn-型である。上記で明らかなように、EG表面上のM-O薄膜の蒸着は、EG中にp-型のドーピングを誘導する。従って、表面移動ドーピング方法は、グラフェンに基づくp-n接合デバイスの作製に使用できる。図11A~11Cを参照すると、グラフェンに基づくp-n接合を、ドープされていない4H-SiC0001基板44上に作製する。EG構造40は、上記のように、SiC基板44上にエピタキシャルグラフェン層42を形成して製造する。このEG層42は、SiC基板からの電荷移動によりn-ドープされる。2つの金属電極110は、例えば、従来の薄膜金属化プロセスを用いて、EG膜42上に形成される。マスク120を、電極110間のEG膜42の第1の領域112の一面に蒸着させて、EG膜42の第2の領域114を曝露したままにする。一部の実施態様において、マスク120は、電子ビームリソグラフィによって形成されたSiO2マスクである。M-O膜50例えば、MoO3膜は、構造の頂部表面上に蒸着して、EG膜42の第2のマスクされていない領域114のみと接触する。マスクされていない第2の領域114におけるEGとM-O膜50との間の表面電荷移動は、マスクされていない領域をp-型にする。こうしてp-n接合点116は、第1n-型領域112と第2p-型領域114との間に生成される。マスクは、標準的フォトリソグラフィプロセスを用いて除去できる。4.グラフェンに基づく光検出器グラフェンの1原子層は、可視から赤外IR範囲までの入射光の約2を吸収できる。事実、グラフェンのバンド間遷移の強度は、すべての公知材料のうち最大のものの1つである。グラフェンの高い電荷キャリア移動度と組み合わせると、グラフェンは、赤外光検出器についての魅力的な候補になる。しかし、グラフェンの光誘導された電子/正孔対は、一般に、10ピコ秒のタイムスケールで再結合し、誘導光電流全体をごく僅かなものにする。図12A~12Cを参照すると、グラフェンに基づく光検出器150は、上記の表面電荷移動の原理を活用する。SiC基板上にEGおよびM-Oで形成されている薄膜構造を、上記で検討した方法に従って形成する。ソース152およびドレイン154領域が、例えば従来のパターニング技術によって、M-O膜のそれぞれの端部に形成される。M-O/EG界面の電荷移動は、これらの2つの膜間の界面で強い固有電場を誘導する。光検出器150を光、例えばIR光で照射すると、電子/正孔対が、EG層に生じる。M-O/EG界面に誘導された電場は、光誘導された電子/正孔対を効率良く分離し、再結合速度を遅らせ、非ゼロ光電流を生じさせる。さらに、光検出器150の光検出能力を改善すると、M-O膜が近IR光子に対して透明となるように、M-O膜はバンドギャップを有する例えば、MoO3について、バンドギャップは~2eVである。一部の実施態様において、光検出器の範囲は、光が近IRから紫外線まで検出できるように拡張できる。5.M-O修飾グラフェンにおける強磁性EGの表面修飾は、グラフェン層中に室温強磁性を誘導する。磁気測定について、EG膜を上記のうに製造した。MoO3は、800KでのUHV条件下、EG膜上にK-セルから熱蒸着した。磁気運動量は、10-8emuの感度を有する超伝導性量子干渉デバイスSQUIDによって検出した。図13Aを参照して、SQUID測定は、EG膜に強磁性を示す、強固な室温磁化ヒステリシスループを明らかにする。保磁力および飽和磁化は、MoO3膜の厚さに依存する。5nmMoO3の最大に到達するまでMoO3厚さが増大するにつれ、ヒステリシスループのサイズは増大する。この厚さを超えると、強磁性は、弱くなり、約15nmよりも大きいMoO3厚さに対しては消失する。5nmのMoO3において、ベンゼン環あたりの磁気運動量は、10Bohr磁子に到達する;比較として、1つの鉄原子についての磁気運動量は、2.2Bohr磁子である。観察される10Bohr磁子の磁気モーメントは、グラフェン酸化物における欠陥発生強磁性よりも少なくとも3桁大きい。図13Bを参照すると、磁気運動量対温度のプロットにおいて、キュリー温度は、400Kより高いことがわかる。SQUID測定は、純粋なMoO3粉末が強磁性挙動を示さないことを確認し、観察された強磁性挙動がMoO3単独のものによる可能性を排除する。以下の説明に限定されないが、グラフェンと高い仕事関数のM-Oとの間の界面電荷移動が、グラフェンにおいて不対電子の形成を導くと考えられる。これらの不対電子の電子スピンは、界面電荷移動によって生じる大きな固有電場の下で整列しているので、室温で強磁性挙動をもたらす。グラフェンの室温強磁性は、グラフェンに基づく電子デバイス、例えば、情報保存の用途に活用できる。例えば、大量データ保存における適用を伴うマイクロまたはナノスケール電子デバイスの作製に関して、EGは、例えば、標準的なリソグラフィ技術を用いて、小さい領域にパターン化できる。これらの小さいグラフェンドメインにおけるドーピングの均一性は、M-Oのレイヤーバイレイヤー成長によって達成でき、これはM-O成長プロセスにわたる精密な制御を通して実現できる。一部の実施態様において、不完全なグラフェンおよびパターン化したジグザググラフェンも強磁性特性を示す。6.p-ドープ化グラフェンにおける量子ホール効果M-O蒸着を介するEGのp-型ドーピングは、価電子帯に向かうフェルミ準位の下方シフトを導く。同時に、ドープ化グラフェンは、その高い電荷キャリア移動度を保持するので、量子ホール効果の観察を促進する。図14を参照すると、電気輸送測定に関して、機械的に剥離した単層グラフェンフレーク200を、SiO2/Si基板202上に蒸着した。ホール-バー構造5μm×3μmは、金属コンタクト204としてCr/Au5/30nmを用いて標準的な電子ビームリソグラフィによってパターン化した。パターン化したサンプルを200°Cでアニールして、ポリメチルメタクリレートPMMAレジストから残渣を除去した。MoO3の5nm膜206を、次いで、室温でUHVチャンバ中、Knudsenセルから熱蒸着した。輸送測定は、MoO3蒸着の前後に、同じグラフェンデバイス上の物理的特性測定PPMSで実施した。弱い交流ISd=100nAをデバイスに印加した。横断電圧すなわち、ホール電圧、Vxyおよび縦方向電圧Vxxは、2Kで磁場掃引-9Tから9T中に測定した。図15Aを参照して、MoO3修飾グラフェンのホール抵抗Rxyおよび磁気抵抗Rxxを、磁場の関数として示す。低磁場において、ホール抵抗は、フィールドB領域400に対して直線的に生じる。電荷キャリア密度を、ホール抵抗の傾きから以下の式によって計算する;MoO3蒸着後、電荷キャリア密度nは、1×1012cm-2に達し、電荷キャリア型は正孔であり、p-型のドーピングを示す。この電荷キャリア密度に基づいて、正孔移動度は、以下の式で得られる:式中、LおよびWは、ホールバー幾何学形状の長さおよび幅を表す。この場合、MoO3ドープ化グラフェンの移動度が、2Kで7300cm2V-1s-1および300Kで6150cm2V-1s-1であると決定する。これらの移動度は、未処理のグラフェン2Kで8700cm2V-1s-1および300Kで7300cm2V-1s-1の正孔移動度よりもわずかに小さい。この移動度の低下は、グラフェン表面に着座するMoO3粒子に誘導される欠陥散乱に起因するかもしれない。正孔移動度はドープグラフェンにおいて低下するが、この移動度は、量子ホール効果QHEの観察を可能にするにはなおも十分に大きい。磁気抵抗RxxにおけるShubnikov-deHassSdH振動402の存在とは別に、突出した量子ホールQHプラトー404および小さいQHプラトー406がホール抵抗において見られ、この特徴はQHEの顕著な特徴である。二次元電子系において、ホール抵抗は、h/e2νの量子化された値をもち、ここでνは整数充填率である。しかし、単層グラフェンにおいて、QHEは従来のQHEとは異なる:半整数量子化が観察され、半整数量子化値は次のように表される。式中、nは、ランダウ準位LLインデックスであり、スピンおよび副格子の縮退の両方によって四縮退が生じる。この式から、正の磁場に観察される2つのプラトーがそれぞれn=-1およびn=-2ν=-6およびν=-10に対応するを示すことを確認できて、ここで、マイナスの記号は、正孔様LLを示す。厳密に規定された量子ホール状態は、MoO3‐ドープ化グラフェンが、高い移動度および未処理のグラフェンのその他の特有の電子特性を保持していることを示唆する。この結果は、p-型のMoO3表面修飾ドーピングの非破壊性を確認するラマン分光法の結果上記に議論されたと一致する。図15Bを参照して、未処理のグラフェンと比較した場合、MoO3修飾グラフェンの抵抗プラトーの位置は、より高い磁場にシフトする。このシフトは、おそらく、フェルミ準位EF位置における変化によって生じ、これがQHプラトーの位置についての決定因子である。グラフェンにおいて、ホール抵抗Rxxは、整数LLが完全に占有されている磁場でプラトーを示す。すなわち、例えば、EFがLLnとLLn1との間に位置する場合、EFがLLを横断して移動するときに、Rxxが4e2/hに等しい量で上昇する。故に、プラトーの位置は、以下に与えられる、EFとLLエネルギーを同調させることによって調節できるMoO3修飾グラフェンについてのLLエネルギーは、いずれの所定の磁場での未処理のグラフェンの場合と同一である。故に、QHプラトー位置におけるシフトは、MoO3蒸着の結果としてのEFのシフトに起因させることができる。MoO3修飾および得られたグラフェンのp-型のドーピングは、EFをディラックポイントから離れるようにシフトさせ、故にQHプラトーの位置をより大きな磁場の方へ移動する。7.ドーピングレベルに対する大気曝露の効果図16を参照して、M-O修飾グラフェンのドーピングレベルに対する大気暴露の効果を精査するために、insitu紫外線光子放出分光法UPS試験を、MoO3修飾グラフェンにおいて実施した。図16のプロットは、未処理のCVDグラフェンサンプル曲線aおよびCVDグラフェン上にUHV条件下で蒸着させた5nm呼び厚さのMoO3サンプルの、大気に曝露する前曲線bおよび2時間曝露した後曲線cについての低運動エネルギー領域におけるUPSスペクトルを示す。真空準位VLは、UPSスペクトルにおいて低運動エネルギーオンセット二次電子カットオフの線形外挿によって測定した。MoO3蒸着後、VLは2.4eV上方シフトした;すなわち仕事関数は、4.4eV未処理のグラフェンから6.8eVMoO3修飾グラフェンまで増大した。上記で議論したように、このVLシフトは、グラフェンとMoO3との間の大きい仕事関数の差および得られたグラフェンのp-型ドーピングに起因するものである。大気に2時間曝露した後、真空準位は、1.4eV下方シフトし、仕事関数は6.8eVから5.3eVに低下した。この下方シフトは、大気曝露が、MoO3修飾グラフェンデバイスのドーピングレベルを、例えば約1×1012cm-2のドーピングレベルに有意に劣化すなわち低下させることを示唆している。一部の実施態様では、MoO3修飾グラフェンを大気不透過性の表面カプセル化層にカプセル化することにより、より高い正孔濃度が達成可能になり、大気環境に保持可能になる。上記の説明は、例示することを意図しており、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。その他の実施態様は、以下の特許請求の範囲内にある。"