15/05/2012 - Propriétés électroniques du graphène

Menéame

Le grafène, un matériau qui consiste essentiellement en une feuille de graphite d’un seul atome d’épaisseur, est considéré comme le matériau clé pour les dispositifs technologiques du futur.

Des chercheurs de l’Université autonome de Madrid (UAM) ont découvert que leurs propriétés électroniques sont présentées comme une mosaïque irrégulière. Il s’agit d’une connaissance qui ouvre la porte à la conception de dispositifs dans lesquels les propriétés électroniques du grafène peuvent être contrôlées par une interaction graféno-substratisée définie par l’utilisateur, selon l’étude.

Le grafène est un matériau atomiquement fin avec d’intéressantes propriétés et un avenir prometteur dans l’industrie électronique. Toutefois, les caractéristiques et les performances des systèmes électroniques basés sur le graphène varient d’un appareil à l’autre. Cette variabilité est due à l’interaction avec la surface (substrat) sur laquelle repose le graphène, qui est généralement de l’oxyde de silicium.

On sait que l’interaction graféno-substratienne est à l’origine des charges électriques piégées dans le substrat, qui génèrent un champ électrique suffisamment intense pour modifier localement à l’échelle atomique les propriétés électroniques du graphène.

Une étude récente du Laboratoire de basse température de l’Université autonome de Madrid, publiée dans la revue Carbon, a révélé que l’effet d’une charge électrique individuelle atteint une distance d’environ 5 nanomètres, et que la distribution des charges piégées dans le substrat est irrégulière, bien que la distance moyenne entre ces dernières soit d’environ 20 nanomètres. De cette façon, environ un tiers de la surface du graphène a ses propriétés électroniques fortement déformées, formant quelque chose de semblable à une mosaïque irrégulière d'"homogénéités" électroniques, souligne l’étude.

Microscope à effet tunnel

Pour mener à bien ce travail, les chercheurs de l’UAM ont développé un instrument spécial: un microscope combiné des forces atomiques et effet tunnel capable de détecter les inhomogénicités dans les propriétés électroniques du graphène, déposé sur des substrats à la fois conducteurs électriques et isolants.

En résumé, le travail approfondit la connaissance de l’interaction électronique graféno-substrat, en ouvrant la porte à la conception de dispositifs où les propriétés électroniques du grafène peuvent être contrôlées par une interaction grafène-substrat définie par l’utilisateur, assure les chercheurs.

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Référence bibliographique:

 Andres Castellanos-Gomeza, Roel H.M. Smita, Nicolás Agraïta, Gabino Rubio-Bollinger. "Spatially resolved electronic inhomogeneities of graphene due to subsurface charges". Carbon. Volume 50, Issue 3, March 2012, Págs 932–938

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