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Transfert de charges à l'échelle atomique sur la surface de silicium (100) hydrogénée
Le domaine de l’électronique mono-moléculaire nécessite de contrôler une molécule
unique et de pouvoir lui transmettre des informations à distance. Parmi les différentes
problématiques soulevées par ce domaine, il s’agit en particulier de savoir comment relier une
molécule unique à une ligne de taille atomique et comment établir un contact entre cette molécule
unique et une ligne de taille atomique.
Le travail présenté au cours de ce séminaire aborde la problématique du transfert de
charges à l'échelle atomique. Nos expériences ont été menées de manière privilégiée sur la
surface de silicium (100) hydrogénée grâce à un microscope à effet tunnel (STM) à basse
température (5K). Plus précisément, nous nous sommes intéressés au comportement d'un bistable
atomique créé sur la surface de Si:H-2x1 par la désorption locale d'un atome d'hydrogène. Le
bistable obtenu est donc constitué d'un dimère de silicium portant un unique atome d'hydrogène
qui possède deux positions stables comme présenté sur la figure 1. Pour un substrat de type n,
nous avons étudié en détail le basculement de l’atome d’hydrogène induit par l'injection locale de
charges grâce à la pointe STM. La possibilité d'activer à distance le basculement de ce bistable a
aussi été démontrée au cours de ce travail. Cette manipulation s'effectue grâce à un transfert de
charges au travers des états de surface du Si:H. Ces résultats soulignent l'importance d'un
contrôle à l'échelle atomique de la zone de contact entre les lignes atomiques considérées et le
bistable.
Figure 1: Schémas vue en coupe, topographies STM à 5K (VS=-1,7V; I=69pA; 2,3 x 2,6nm2) et
schémas vue de dessus du dimère bistable. L'atome d'hydrogène possède deux positions stables:
(a) sur la droite ou (b) sur la gauche du dimère de Si.