Le Laboratoire   
                                 La Recherche
                                                             Les Moyens Expérimentaux
                                                                                                                       La Vie Scientifique
                                                                                                                                                       

Introduction

Mécanisme de germination-croissance

Photo et cathodo-luminescence

Capteurs gaz

Dopage à l'azote

Tri chimique

Perspectives

Rapports de stage

Les publications

GDR graphène-nanotubes

GDR E "nano E"

Phot

Hong Lin (doctorante), Raul Arenal, François Ducastelle, Annick Loiseau ; collaboration Jérôme Lagoute et Sylvie Rousset (MPQ, Paris 7).

L’objectif général est d’étudier l’impact d’éléments donneurs ou accepteurs en substitution du carbone sur la structure et les propriétés électroniques des nanotubes de carbone. Notre approche consiste à coupler des analyses en microscopie et spectroscopie tunnel (STM/STS) en TEM/ EELS et en absorption optique.

Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude expérimentale (figure 1) détaillée de la structure électronique de tubes non dopés par microscopie et spectroscopie tunnel en collaboration avec MPQ. La nature des signatures spectroscopiques a été étudiée grâce à des calculs de type liaisons fortes et des calculs ab initio, en collaboration avec l’Université de Namur.

Fig. 1 – En haut gauche : image topographique de la surface d’un tube où les chiffres 1, 2 et 3 repèrent les zones où les spectres ont été enregistrés. En haut droite : spectres dI/dV enregistrés sur les zones repérées sur l’image topographique. Ces spectres représentent les densités locales de ces zones. En bas : cartes dI/dV acquises aux énergies des singularités de Van Hove repérées par les lettres a, b, c, d sur le spectre. Ces cartes imagent les fonctions d’onde HUMO et LUMO du tube.

L'exemple présenté sur la figure 2 correspond à un tube métallique qui présente un défaut qui génère un état localisé de type donneur à 0.2 eV de la première singularité de Van Hove de la bande de conduction. Cette situation est typiquement celle que l’on attend pour la configuration dite graphitique. Les cartes de conductance révèlent une densité localisée sur le défaut à l’énergie de l’état localisé et hors du défaut l’extension progressive du réseau d’interférence √3 a x √3 a au fur et à mesure que la tension se rapproche de l’énergie de la première singularité.

Fig. 2 -  En haut à gauche: image topographique d’un nanotube métallique présentant un défaut au niveau du cercle pointillé rouge. En bas à gauche : courbes dI /dV en fonction de la tension appliquée de part et d’autre du défaut et à l’aplomb du défaut. A droite : cartes de conductance enregistrées aux énergies de l’état localisé correspondant au défaut et de la première singularité.