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  • Le graphène à la conquête de la Silicon Valley

    Les images ci-dessus ont été prises avec la méthode de spectroscopie ARPES alors que NiSi s'est formé sous la couche de graphène. Dans l'image finale (d), les scientifiques peuvent identifier un spectre particulier (le spectre linéaire d'électrons du graphème de type Dirac) indiquant que le graphène n'interagit que faiblement avec les siliciures métalliques et conserve donc ses propriétés uniques. Crédit :Vilkov et al., Sci. représentant 2013, DOI :10.1038/srep02168

    Le remarquable matériau graphène promet un large éventail d'applications dans l'électronique future qui pourrait compléter ou remplacer la technologie traditionnelle du silicium. Les chercheurs du groupe des propriétés électroniques des matériaux de l'Université de Vienne ont maintenant ouvert la voie à l'intégration du graphène dans la technologie actuelle à base de siliciure. Ils ont publié leurs résultats dans la nouvelle revue en libre accès du groupe Nature Publishing, Rapports scientifiques .

    Les propriétés uniques du graphène telles que sa force incroyable et, à la fois, son faible poids a suscité de grandes attentes dans la science des matériaux moderne. Graphène, un cristal bidimensionnel d'atomes de carbone emballé dans une structure en nid d'abeille, a fait l'objet de recherches intensives qui ont conduit à un prix Nobel de physique en 2010. L'un des principaux défis consiste à intégrer avec succès le graphène dans la technologie établie de métal-siliciure. Des scientifiques de l'Université de Vienne et leurs collègues d'instituts de recherche en Allemagne et en Russie ont réussi à fabriquer une nouvelle structure de siliciures métalliques de haute qualité, tous joliment recouverts et protégés sous une couche de graphène. Ces feuilles bidimensionnelles sont aussi minces que des atomes isolés.

    Sur les traces d'Einstein

    Afin de découvrir les propriétés de base de la nouvelle structure, les scientifiques doivent recourir à de puissantes techniques de mesure basées sur l'une des brillantes découvertes d'Einstein :l'effet photoélectrique. Lorsqu'une particule lumineuse interagit avec un matériau, elle peut transférer toute son énergie à un électron à l'intérieur de ce matériau. Si l'énergie de la lumière est suffisamment grande, l'électron acquiert suffisamment d'énergie pour s'échapper du matériau. La spectroscopie de photoémission à résolution angulaire (ARPES) permet aux scientifiques d'extraire des informations précieuses sur les propriétés électroniques du matériau en déterminant l'angle sous lequel les électrons s'échappent du matériau. "Les couches épaisses à un seul atome et les matériaux hybrides qui en sont constitués nous permettent d'étudier une multitude de nouveaux phénomènes électroniques et continuent de fasciner la communauté des scientifiques des matériaux. La méthode ARPES joue un rôle clé dans ces efforts", disent Alexander Grueneis et Nikolay Verbitskiy, membres de l'Electronic Properties of Materials Group de l'Université de Vienne et co-auteurs de l'étude.

    Le graphène garde la tête haute

    Les siliciures coiffés de graphène à l'étude sont protégés de manière fiable contre l'oxydation et peuvent couvrir une large gamme de matériaux électroniques et d'applications de dispositifs. Plus important encore, la couche de graphène elle-même interagit à peine avec les siliciures en dessous et les propriétés uniques du graphène sont largement préservées. Le travail de l'équipe de recherche, donc, promet un moyen intelligent d'incorporer le graphène avec la technologie existante de siliciure métallique qui trouve un large éventail d'applications dans les dispositifs à semi-conducteurs, spintronique, photovoltaïque et thermoélectrique.


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