Mesures de transport locales: BEEM (Microscopie à Emission d’Electrons Balistiques)

Le BEEM est une technique originale, qui permet la caractérisation simultanée de la morphologie de surface et du transport perpendiculaire à l’échelle nanométrique, de telles hétérostructures. Le montage STM/BEEM développé en environnement ultra-vide (UHV) est un montage quasi unique (il n’existe à notre connaissance qu’un seul appareil équivalent au niveau international) qui a permis d’acquérir, par l’étude de systèmes monocristallins métal/semiconducteur, un savoir-faire et des connaissances permettant d’envisager l’étude de nouveaux systèmes hybrides métal/film moléculaire/semiconducteur. En mode imagerie, les mesures STM/BEEM permettent de déterminer localement (à l’échelle nanométrique) les zones de pénétration du métal à travers le film moléculaire jusqu’à l’interface (comme montré sur la figure ci-dessous à droite, où toutes les zones « claires » correspondent à des zones court-circuitées par l’or). En mode spectroscopie, les signatures d’injection des électrons chauds à travers ces hétérostructures hybrides nous permettent d’obtenir des mesures quantitatives sur les hauteurs de barrières et sur les mécanismes de transport mis en jeu.
 

BEEM - A gauche: principe du STM/BEEM dans le cas d’un contact Schottky;
au centre: Image de la topographie de surface (STM) et image en courant BEEM sur Au(5nm)/monocouche 1-hexadecanethiols/GaAs(001);
à droite: montage STM/BEEM (réalisé par A. Le Pottier, solidworks®).

Publications :
 

  • ‘Spatially resolved band alignments at Au-hexadecanethiol monolayer-GaAs(001) interfaces by ballistic electron emission microscopy’, Alexandra Junay, Sophie Guézo, Pascal Turban, Gabriel Delhaye, Bruno Lépine, Sylvain Tricot, Soraya Ababou-Girard, Francine Solal,  Journal of Applied Physics, 118 (8), pp.085310 (2015).
  • « Spatially resolved electronic properties of MgO/GaAs(001) tunnel barrier studied by ballistic electron emission microscopy », Guézo S., Turban P., Lallaizon C., Le Breton J.-C., Schieffer P., Lépine B., Jézéquel G.,  Applied Physics Letters 93(17), 2116 (2008).
  • « Transverse-momentum selection rules for ballistic electrons at epitaxial metal/GaAs(001) interfaces », Guézo S., Turban P., Di Matteo S., Schieffer P., Le Gall S., Lépine B., Lallaizon C., Jézéquel G.,  Physical Review B : Condensed matter and materials physics  81, 85319 (2010).
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