Désordre et transport électronique dans le graphène et les nanotubes de carbone

par Niels Vandecasteele

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Francesco Mauri.

Soutenue en 2010

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Interplay between disorder and electron transport in graphene and carbone nanotubes


  • Résumé

    Dans une première partie, j'ai étudié théoriquement l'effet Zener dans le graphène. Le cas balistique, permet d'exhiber une signature du courant Zener. Mais, cette dernière est masquée dans les dispositifs expérimentaux. J'ai considéré le désordre induit par les impuretés. Celui-ci agit comme un filtre et révèle le courant Zener. Lorsque la mobilité décroît, le courant électrique passe progressivement d'une caractéristique linéaire à une loi de puissance. Mes prévisions théoriques ont ensuite été confirmées expérimentalement. Dans une deuxième partie, j'ai étudié les nanotubes de carbone qui sont des candidats prometteurs pour remplacer le cuivre dans les connexions entre transistors. Une brusque augmentation de la résistance, nuisible dans ce contexte, est due aux phonons chauds : lors du transport électronique, certains phonons ont une population anormalement élevée. Ce qui en retour diffuse très efficacement les électrons. La réduction de la population phononique est donc un moyen d'améliorer les propriétés de conduction. J'ai considéré le désordre isotopique qui ne diffuse pas les électrons mais seulement les phonons. J'ai calculé les temps de vie phononiques par une méthode non perturbative (basée sur l'algorithme de Lanczos) et par une approche perturbative (et self consistante). J'ai utilisé ces temps dans l'équation de Boltzmann pour obtenir la caractéristique courant-tension. J'ai ainsi montré que le désordre isotopique améliore les propriétés de conduction. Les deux parties mettent en évidence des effets inhabituels du désordre. Dans la première, un effet purement quantique est révélé et dans la seconde, les propriétés de transport sont améliorées.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 197-206. 148 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2010 673
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