Soutenance de thèse de Jules Courtin

Hétérostructure graphène/silicium : de la formation de l’interface aux propriétés de transport électronique.

  1. Résumé :
  2. Membres du jury :

Résumé :

L’interface graphène/silicium présente un intérêt pour des domaines diverses et variés tels que le photovoltaïque, l’électronique et l’électronique de spin pour ne citer qu’eux. Ce travail de thèse, basé sur la combinaison de mesures de photoémission, de transports et de calculs DFT permet une meilleure compréhension des propriétés électroniques de cette interface ainsi que des mécanismes associés à la formation de la barrière Schottky. Nous mettons en évidence un désancrage du niveau de Fermi à l’interface graphène/silicium ou métal/graphène/silicium. Cela implique que la hauteur de la barrière Schottky peut être contrôlée par modification du travail de sortie du graphène. Les calculs DFT révèlent que ce non-ancrage du niveau de Fermi à l’interface graphène/silicium résulte d’une faible densité d’états induit dans la bande interdite du silicium par le graphène. Nous montrons que ce phénomène est principalement associé à la structure de bande du graphène dont les électrons proches du niveau de Fermi sont en bord de zone de Brillouin conduisant à une longueur d’évanescence des fonctions d’ondes électroniques faible comparée aux métaux classiques. La levée de l’ancrage du niveau de Fermi à l’interface métal/silicium par addition à l’interface d’un feuillet de graphène nous a permis d’obtenir des structures métal/graphène/silicium intéressantes pour l’électronique de spin.
 

Membres du jury :

Jean-François DAYEN
Maitre de conférence, IPCMS Strasbourg / rapporteur
Matthieu JAMET
Chercheur CEA, Spintec Grenoble / rapporteur
Christopher EWELS
Directeur de recherche, IMN Nantes / membre
Marie-Estelle GEUNIER-FARRET
Maitre de conférence, GEEPS Gif-sur-Yvette / membre
Philippe SCHIEFFER
Professeur, IPR Rennes / directeur de thèse
Jean-Christophe LE BRETON
Chargé de recherche, IPR Rennes / co-directeur de thèse