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Croissance, propriétés électroniques et de transport multi-échelles de barrières tunnel organiques d’alcane-thiols greffées sur GaAs(001) - Pascal Turban

Institut de Physique de Rennes


LPS – amphi Moyen

L’intégration de barrières tunnel à base de monocouches organiques dans des dispositifs fonctionnels se heurte au problème général de la prise de contact supérieur. La diffusion du métal de l’électrode supérieure à travers le peigne moléculaire conduit en effet fréquemment à des jonctions fragiles, voire systématiquement court-circuitées. Je présenterai dans cet exposé une étude des propriétés électroniques et de transport de jonctions tunnel hybrides de type Au/alcane-thiols/GaAs(001), préparées en environnement ultravide. L’homogénéité des jonctions obtenues a été étudiée à l’échelle nanométrique par Microscopie à Emission d’Electrons Balistiques (BEEM), en fonction des paramètres de croissance tels que l’épaisseur d’or déposée, la longueur de chaine et la fonction terminale des molécules organiques. La structure électronique de l’hétérostructure (alignements de bandes) a pu également être déterminée localement par spectroscopie BEEM dans les zones court-circuitées et non-court-circuitées.

Finalement, une méthode originale de croissance de l’électrode d’or (dite de « soft landing ») a été développée par dépôt à froid du métal sur une glace de Xenon condensée à 20K sur le peigne moléculaire. Cette méthode conduit à la formation de barrières tunnel moléculaires homogènes à l’échelle d’investigation du BEEM. Des mesures de transport (J(V) et C(V)), ainsi que des mesures de photoémission par rayonnement synchrotron confirment le caractère homogène à l’échelle macroscopique des jonctions optimisées. En particulier, les hauteurs de barrière obtenues par ces mesures intégrées spatialement sont en accord avec celles déterminées localement par BEEM. Cette étude valide le « soft landing » comme une méthode générale de préparation de jonctions tunnel hybrides fiables et reproductibles.

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