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Séminaire général de l’INSP

« Structure et mécanismes de croissance de couches de silicène » - Geoffroy Prévot - Jeudi 12 octobre 2017 à 16h30

INSP - UPMC - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-23, 3e étage, salle 317

Geoffroy Prévot, INSP

Résulé

La synthèse de monocouches de silicium qui possèderaient des propriétés analogues à celles du graphène constitue un défi actuel, en particulier en vue d’applications en microélectronique. D’un point de vue théorique, il a été montré qu’un plan hexagonal de silicium, présentant une faible ondulation, était métastable, et possédait une structure électronique similaire à celle du graphite, avec la présence d’un cône de Dirac au niveau de Fermi. Depuis ces travaux, la croissance de couches de silicène a été annoncée sur de nombreux substrats tels que MoS2, ZrB2, graphite or Ir(111). Les recherches se sont toutefois concentrées sur les substrats Ag(110) et Ag(111), pour lequels des structures hexagonales, présentant la structure électronique attendue pour le silicène, ont été déduites de mesures de microscopie tunnel (STM) et de photoémission (ARPES). Néanmoins, l’attribution des structures observées en ARPES à un cône de Dirac reste toujours très discutée.

A partir d’expériences de STM, de diffraction de rayons X sous incidence rasante (GIXD) et de calculs DFT, nous avons déterminé la structure de plusieurs phases de mono- et multi-couches de silicium sur Ag et suivi leur formation en temps réel. Dans ce séminaire, je ferai le point sur les structures obtenues, les mécanismes originaux de croissance qui conduisent à leur formation, et l’interaction forte avec le substrat qui modifie profondément les propriétés électroniques des couches. En perspective, je montrerai la difficulté de synthétiser le silicène sur d’autres substrats, en dépit d’annonces prometteuses.

R. Bernard et al., Phys. Rev. B 88 (2013) 121411(R)

Y. Borensztein, G. Prévot, L. Masson, Phys. Rev. B 89 (2014) 245410

G. Prévot et al., Appl. Phys. Lett. 105 (2014) 213106

R. Bernard et al., Phys. Rev. B 92 (2015) 045415

Y. Borensztein et al., Phys. Rev. B 92 (2015) 155407

A. Curcella et al., Phys. Rev. B 94 (2016) 165438

G. Prévot et al., Phys. Rev. Lett. 117 (2016) 276102 A. Curcella et al., 2D Materials 4 (2017) 025067