"Création et utilisation d'atlas anatomiques numériques pour la ...

72 Chapitre 4. Magnéto-transport dans le graphène désordonnéDans ce chapitre nous étudierons les eets du désordre sur la magnéto-résistancedu graphène. Nous montrerons qu'à faible champ magnétique, la magnéto-résistanceobservée est en accord avec les théories existantes et permet d'identier la présenced'un phénomène de diusion sur des impuretés de type lacunes. Près du point deneutralité de charge, la magnéto-résistance longitudinale est quasiment nulle, sanssigne de divergence, comme cela a été observé pour des échantillons de forte mobilité[Jung 2009, Checkelsky 2009]. A fort champ magnétique (au delà de 10T),nous montrerons que la magnéto-résistance longitudinale et de Hall uctuent fortement.Ces uctuations sont interprétées comme la conséquence directe de la présenced'îlots électrons-trous. Une analyse approfondie de la variation d'amplitude de cesuctuations a permis de déterminer la taille approximative des îlots dans l'échantillon.4.1.1 Caractérisation à champ nulL'échantillon a été conçu suivant les étapes de fabrication exposées dans le chapitre3. Gravé en barre de Hall, il permet la mesure simultanée de la résistance deHall (R xy ) et de la résistance longitudinale (R xx ). La gure 4.1 montre R xx en fonctionde la tension de grille V g mesurée entre +70V et -70V. Le point de neutralitéde charge se situe à V CNP = 52V , cette valeur du point de neutralité de charge et lagrande largeur à mi-hauteur de R xx (V g ) indique un dopage résiduel lié à un désordreimportant. Cet échantillon est fortement dopé en trous, ce dopage peut être dû àla présence d'impuretés chargées à la surface de l'échantillon et/ou à l'intérieur del'oxyde de grille. L'ecacité de grille est estimée à partir des mesures d'eet Hallclassique à bas champ, C g = 7.8 × 10 10 cm −2 V −1 . En utilisant le modèle d'une capacitéplane C g = (ε 0 ε r )/(ed) où ε 0 ε r est la permittivité diélectrique du SiO 2 et dl'épaisseur de l'oxyde, on trouve une épaisseur d = 275nm en bon accord avec la valeurnominale d = 300nm. L'insert de la gure 4.1 montre les courbes de résistancede Hall et de magnéto-résistance longitudinale à V g = 0V . Un courant constant dei = 0.5µA est injecté dans l'échantillon, à une température de T = 1.5K. On voitsur ces courbes le prol typique de l'eet Hall quantique entier, la résistance deHall présente des plateaux bien dénis aux valeurs R xy = h/2e 2 , h/6e 2 , et h/10e 2attendues pour le graphène. Utilisant le modèle de Drude σ = neµ, la mobilité del'échantillon est estimée à µ = 1300cm 2 /V.s, valeur en accord avec l'apparition despremières oscillations de Shubnikov-de Hass à B ∼ 7T.4.1.2 Régime classique et modèle à 2 porteursPour les champs magnétiques inférieurs à 7T (B ≤ 7T), le système est doncdans un régime de transport classique. Proche du point de neutralité de charge, desélectrons et des trous sont présents dans le système. Les données expérimentales,dans la gamme de tension de grille où la coexistence électrons-trous se produit,peuvent donc êtres modélisées en considérant un transport par deux uides chargésde signes opposés [Rossi 2009, Hwang 2007b]. Nous considèrerons que les électrons