Interactions et transport électronique dans le système ErSi2/Si (111) : une étude par microscopie et spectroscopie tunnel à basse température

par Eva Dupont-Ferrier

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Yves Veuillen et de Pierre Mallet.

Soutenue en 2006

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur l'étude de phénomènes relatifs au gaz d'électrons bidimensionnel (GE2D) d~ surface constitué d'une monocouche de siliciure d'erbium (ErSb) épitaxiée sur un substrat semiconducteur de silicium. Il est établi que le système ErSb/Si(lll) constitue un véritable métal 2D. Deux aspects afférents à ce matériau ont été étudiés par microscopie et spectroscopie tunnel (STM, STS) à basse température. Tout d'abord des atomes ont été déposés sur une couche continue de siliciure d'erbium afm d'étudier localement l'interaction entre le GE2D et des impuretés. L'étude spectroscopique par STS de ces adsorbats ainsi que celle d'impuretés intrinsèques au siliciure a mis en évidence la présence d'états liés aux sites de certaines impuretés. Un modèle de chimisorption (Grimley-Newns-Anderson) et un modèle de type Friedel permettent de rendre compte qualitativement des résultats obtenus expérimentalement. Dans le contexte général de la caractérisation des propriétés électroniques de surfaces de semiconducteurs nous nous sommes intéressés à l'étude des phénomènes de transport de charges injectées par la pointe STM dans des îlots métalliques 2D de siliciure d'erbium. La modification de paramètres tels que la nature chimique de la surface entre les îlots, le type et le niveau de dopage du silicium, ou la température du substrat, permet d'activer ou (d'inhiber) les canaux de conduction parallèle ou perpendiculaire à la surface. Les différents mécanismes d'évacuation des charges à partir de l'îlot nanométrique sont analysés grâce aux spectres de conductance tunnel, sur une large gamme de conductance.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Interactions and electronic transport in ErSi2/Si( Ill) : study by low temperature scanning tunneling microscopy and spectroscopy


  • Résumé

    This PhD relates sorne physical phenomenon occuring in the 2D electron gas (2DEG) formed by a monolayer of erbium silicide (ErSb) epitaxially grown on silicon. The true 2D metal character of the ErSb/Si( Ill) material is well established. For this study, we have used low temperature scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS). Firstly, we examined local interactions between impurities and the 2DEG (formed by a continuous layer of silicide). STS has been used to characterize the spectroscopic signature of adsorbates and intrinsic defects of the silicide layer. Bound states have been reported on sorne of these impurities. Good qualitative agreement is fond with theoretical results derived from a chimisorption model (Grimley-Newns-Anderson) and a Friedellike model. Secondly, related to the question of electronic properties of semiconductor surfaces, we have studied the transport of charges injected by the STM tip in a 2D silicide island grown on Si(111). The change ofvarious parameters such as the chemical state of the inter-island surface, the type and doping level of silicon, the substrate temperature, selectively activate conductions paths either parallel or perpendicular to the surface. By means of conductance spectra, recorded over a wide range of conductance, we have analyzed the various mechanisms potentially involved in the charge evacuation from nanometric island.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (138 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 131-136

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0245
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0245/D
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