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Faits marquants

Photoémission dans les solides : concepts et applications

La photoémission est une technique spectroscopique qui permet d’étudier les propriétés physicochimiques des surfaces mais également leurs propriétés électroniques ; elle donne accès à la structure de bande des matériaux.

Ce livre introduit les concepts de base de la photoémission : photoémission des états de cœur et photoémission des états de valence et présente également de nombreux développements récents sur des thématiques actuelles. Deux niveaux de présentation sont abordés : un niveau élémentaire s’appuyant sur une approche mono-électronique pour comprendre qualitativement l’intérêt de cette spectroscopie et un niveau plus approfondi s’appuyant sur une approche à n corps et permettant d’avoir accès aux interactions à l’origine des propriétés électroniques de la matière condensée.

Cet ouvrage a été élaboré pour s’adresser à un public large, des étudiants de licence pour les aspects les plus élémentaires aux chercheurs spécialistes de la technique pour la présentation des concepts et les exemples d’applications.

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Transport ballistique dans de nanorubans de graphène

La miniaturisation ultime des dispositifs électroniques est reliée aux problèmes de dissipation de chaleur. La chaleur peut être réduite de manière considérable avec le passage de la technologie du silicium à celle du carbone, comme c’était connu depuis les études sur les nanotubes de carbone, qui montraient un transport balistique. Des dispositifs sur les nanotubes sont faisables mais ceux-ci sont difficiles à placer à souhait. Le graphène est un matériau facilement structurable, mais le transport balistique devait y être démontré, car la plupart des rubans de graphène montraient une bande interdite de transport, incompatible avec un transport balistique. Les rubans de graphène dites « sidewall » n’ont pas de bande interdite de transport et ils possèdent la structure électronique idéale du graphène non dopé, comme est montré sur nos mesures de spectroscopie tunnel et de photoémission. Les mesures de transport effectuées à GeorgiaTech et à l’Université de Hannover y ont démontré le transport balistique exceptionnel jusqu’à 16 μm même à température ambiante, ce qui fait de ces rubans des candidats prometteurs pour des dispositifs intégrés ou pour des interconnexions à faible perte.

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Exceptional ballistic transport in epitaxial graphene nanoribbons. J. Baringhaus, M. Ruan, F. Edler, A. Tejeda, M. Sicot, A. Taleb Ibrahimi, Z. Jiang, E. Conrad, C. Berger, C. Tegenkamp, W. A. de Heer. Nature 506, 349 (2014).

Fait marquant dans Nature Physics News & Views 10, 182 (2014).

Communiqué de presse CNRS : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3419.htm.

Page de garde du rapport d’activités du CNRS 2013.

Transition métal-isolant en Sn/Ge(111)

Lors du dépôt de 1/3 de monocouche atomique de Sn sur Ge(111), il y a une reconstruction métallique à température ambiante. Cette reconstruction peut présenter des phénomènes de corrélation forte, car les bandes électroniques associées sont relativement étroites. Les électrons qui se trouvent sur un même atome ne pourront pas être considérés alors comme indépendants à cause de la répulsion électrostatique entre charges du même signe. Cette répulsion va rendre difficile le mouvement des électrons dans la surface. Ces effets de corrélation forte font que même si la théorie de bandes prédit le système comme métallique, il peut en réalité être un isolant, dénommé isolant de Mott. Nous avons mis en relief une telle transition sur Sn/Ge(111) en dessous 30 K. Bien que d’autres systèmes en surface avaient été interprétés comme des isolants de Mott, une transition entre les états métallique et isolant n’avait jamais été observée auparavant.

Savoir plus

Observation of a Mott insulating ground state for Sn/Ge(111) at low temperature R. Cortés, A. Tejeda, J. Lobo, C. Didiot, B. Kierren, D. Malterre, E.G. Michel, et A. Mascaraque. Physical Review Letters 96, 126103 (2006).
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.126103

Commenté en Nature News & Views 441, 295 (2006).