Etude par émission de champs de nanostructures à base de

MASTER de PHYSIQUE
Proposition de sujet de stage
Année 2008-2009
Nom du Laboratoire : Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures
(LPMCN)
Groupe : Physique des nanostructures et émission de champ (PNEC)
Responsable de stage : Philippe PONCHARAL, Anthony AYARI
Adresse, téléphone, e-mail : LPMCN, 43 bd du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne
Tél : 04-72-44-80-48
e-mail : [email protected] et [email protected]
Intitulé du stage : Etude par émission de champs de nanostructures à base de carbone:
nanotube et graphène.
Résumé du travail demandé : (joindre une page supplémentaire si nécessaire)
Résumé : Le graphène (monocouche d’atome de carbone) et les nanotubes monoparoi
(monocouche d’atome de carbone roulée sur elle-même) possèdent des propriétés de transport
remarquables dues à leur courbe de dispersion linéaire : les électrons n’ont pas de masse, et se
comportent comme des photons (la vitesse de la lumière étant dans ce cas la vitesse de Fermi).
Nommés aussi particules de Dirac, leur comportement est complètement différent de
celui des électrons libres dans un métal qui eux ont une relation de dispersion parabolique.
Bien que les nanotubes aient été intensivement étudiés, il n’y a, à l’heure actuelle, aucune
étude sur les propriétés d’émission de champs d’un feuillet de graphène individuel. Une
explication réside dans la difficulté de réaliser un échantillon adapté à la mesure. Le feuillet,
d’épaisseur atomique, ne se prête pas à réaliser un montage dans une bonne configuration
(feuillet perpendiculaire à la surface)
Les techniques de nanomanipulation développées au LPMCN dans le groupe de S.
Purcell permettent d’amener un feuillet (individuel ou non) dans une configuration adéquate.
Les essais préliminaires ont montré qu’une telle configuration permettait d’extraire d’un
groupe de feuillets un courant d’émission d’environ 50 µA soit deux fois plus que le courant
maximum que peut supporter un nanotube de carbone monoparoi. Nous disposons d’un
système sous ultra vide avec un analyseur en énergie donnant accès à la distribution d’énergie
des électrons émis et aux propriétés de mécanique, de transport électrique et thermique. Notre
but est de remonter à ces propriétés dans des régimes que seule l’émission de champ peut
atteindre.
Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse : Ce stage pourra
éventuellement être poursuivi par une thèse.
Type de financement envisagé : MENRT