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ANR ChimigraphN

Projet

Le graphène est un excellent matériau pour la future génération de dispositifs en nanoélectronique destinée à supplanter le silicium. Cependant l’obstacle principal à son utilisation directe est le fait que c’est un semi-conducteur à gap nul peu réactif et donc difficilement fonctionnalisable pour la réalisation d’hétérostructures hybrides ou pour le contrôle du dopage. L’état de l’art actuel sur la réactivité chimique du graphène reste préliminaire bien qu’elle soit essentielle pour de nombreuses applications telle que (i) l’électronique moléculaire, (ii) la fabrication de nanorubans, (iii) le dopage, et (iv) le stockage d’hydrogène. Dans ce projet nous proposons de réunir une communauté pluridisciplinaire (physiciens des surfaces, chimistes, physico-chimistes de la matière molle, chimistes théoriciens de la catalyse) pour explorer, à l’échelle atomique, la chimisorption de molécules sur un plan de graphène épitaxié sur du carbure de silicium (SiC). Une première étape consiste à concevoir et à synthétiser des molécules susceptibles de s’auto-assembler en fils moléculaires ou en petits îlots moléculaires de manière à pouvoir les stabiliser sur la surface et les chimisorber, soit une par une excitation électronique locale avec la pointe du STM, soit collectivement par faisceau d’électrons. Les propriétés électroniques des structures ainsi formées avant et après l'étape de chimisorption comme par exemple les propriétés de transport des porteurs de charge, seront explorées. Compte tenu de la très faible réactivité chimique du plan de graphène, on cherchera à augmenter et à contrôler sa réactivité par intercalation d’atomes métalliques entre la couche de graphène et le substrat de SiC et par création de défauts à l’aide de méthodes d’implantation.

L’auto-assemblage des molécules et la chimisorption sous pointe STM seront ainsi testés sur le plan de graphène sans défauts, sur le graphène avec intercalation d’atomes métalliques et sur le graphène avec différents types de défauts. Les différentes étapes de caractérisation et de chimisorption seront réalisées par STM ultra-vide à température ambiante et à basse température, AFM, photoémission et photoémission inverse.

La modélisation, par DFT, permettra de comprendre la modification du plan de graphène par intercalation d’atomes métalliques et par création de défauts ainsi que la chimisorption des radicaux créés sous la pointe STM.

science/projets/chimigraphn.txt · Dernière modification: 2020/08/25 17:58 (modification externe)