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Graphène epitaxié sur du SiC : Propriétés et Fonctionnalisation - Andrew Mayne - Mardi 16 juillet 2019 à 11 h

INSP - Sorbonne Université - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-32, 2e étage, salle 201

Andrew Mayne (CNRS) - Institut des Sciences moléculaire d’Orsay - Université Paris Saclay

Résumé

Le carbure de silicium est un semi-conducteur à grand gap, capable de former un nombre considérable de reconstructions de surface [1]. Il sert de plateforme pour la croissance des mono feuillets de graphène [2]. Le graphène est constitué d’un seul feuillet d’atomes de carbone organisés suivant une maille hexagonale. Cette structure confère au graphène des propriétés de gaz d’électrons 2D remarquables telles que le transport balistique [2,3], et le caractère quasi-relativiste des électrons. Le graphène est ainsi considéré un matériau idéal pour l’électronique moléculaire dans des applications comme le spintronique. Dans cette présentation, je discuterai deux résultats qui démontrent l’intérêt de l’étudier à l’échelle atomique avec le microscope à effet tunnel (STM). Le premier résultat particulièrement intéressant concerne les interférences quantiques sur la surface de graphène qui permettent d’étudier la diffusion des porteurs de charge au voisinage des défauts ou des bords de marches [4]. Jusqu’à présent ces interférences quantiques ont été analysées en considérant des ondes électroniques de surface 2D complètement délocalisées. En réalité les densités d’états électroniques sont localisées au voisinage des liaisons C-C. Ceci a d’importantes conséquences et permet d’expliquer la périodicité anormale des interférences quantiques sur les monocouches de graphène ainsi que les effets de battement et d’amortissement des interférences quantiques. Le deuxième résultat concerne les interactions de molécules adsorbées-sur le graphène [5,6]. Elles peuvent conduire à des modifications importantes des propriétés électroniques de la couche des molécules ainsi que le graphène ; transfert de charge, ouverture de gap électronique.

[1] P. Soukiassian, F. Semond, A.J. Mayne, G. Dujardin, Phys. Rev. Lett. 79 (1997) 2498
[2] C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, A.N. Marchenkov, E.H. Conrad, P.N. First, W.A. de Heer, Science 312 (2006) 1191
[3] H. Yang, et al. Appl. Phys. Lett. 102, 223104 (2013)
[4] H. Yang, et al. Nano Letters 10, 943 (2010)
[2] H. Yang, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 4939 (2013)
[3] M. Zhao, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 19507 (2019)