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Propriétés structurelles et électroniques du graphène sur SiC(0001) étudiées par microscopie combinée STM-AFM
José Antonio Moràn Meza
IRAMIS/SPCSI/LISO
Wed, Oct. 16th 2013, 14:00
Centre d'’Intégration Nano-INNOV, Bât.862, Avenue de la VAUVE, 91120 Palaiseau,

Soutenance au Centre d’Intégration Nano-INNOV, Bât.862 Salles 33 et 34, Avenue de la VAUVE,  91120 Palaiseau


Le graphène, un feuillet élémentaire de graphite, est un matériau très étudié par la communauté scientifique pour ses nouvelles et uniques propriétés physiques. Nous présentons une étude des propriétés structurelles et électroniques du graphène épitaxial sur 6H-SiC(0001) au moyen d’un microscope STM/AFM combiné basé sur un diapason en quartz avec une pointe conductrice en Pt/Ir ou en fibre de carbone. On s’est d’abord focalisé sur un échantillon présentant des terrasses partiellement recouvertes de graphène dont les images révèlent des variations de contraste. Ces variations sont liées au fait que la pointe sonde, en mode STM ou AFM, différentes propriétés superficielles du graphène épitaxié. Puis, l’étude à haute résolution par FM-AFM a révélé la structure ondulée et périodique qu’adopte le graphène épitaxié sur la reconstruction 6√3x6√3R30° du SiC(0001). Nous montrons que les maxima des nappes d’iso-densité locale d’états électroniques au niveau de Fermi observés dans l’image STM sont distincts des maxima des nappes de densité totale d’états (Topographie AFM) contrairement aux images calculées dans lesquelles ils se superposent. Ils apparaissent décalés de ~1 nm le long de la direction [11] de la quasi-maille 6x6 de la reconstruction 6√3x6√3R30°. L’augmentation de l’amplitude mesurée des ondulations de la surface avec le gradient de force appliqué démontre que la surface du graphène est déformée par la pointe AFM et aussi celle du STM. Cette déformation induite modifie le couplage électronique entre le graphène et la couche tampon ce qui influence fortement le contraste des images STM/AFM rendant difficile la comparaison entre images expérimentales et théoriques.

 

Mot clés: graphène, microscopie à effet tunnel, microscopie à force atomique, carbure de silicium, déformation.

Contact : Jacques COUSTY

 

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