"CrÃ©ation et utilisation d'atlas anatomiques numÃ©riques pour la ...

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88 Chapitre 4. Magnéto-transport dans le graphène désordonnéêtre avancés comme une explication possible, mais des expériences complémentairessont nécessaires.4.2.3 ConclusionDans cette partie, nous avons étudié un comportement non conventionnel del'eet Hall quantique du graphène sous champ magnétique intense. A fort champmagnétique, au delà du plateau de résistance correspondant à ν = 2, la résistanceperd son caractère quantié, la valeur absolue de la résistance décroît. Cette décroissancea été étudiée pour plusieurs taux de désordre dans le même échantillonet en fonction de la concentration en porteurs. Nous avons montré que le taux dedésordre (plus précisément l'extension énergétique de celui-ci) en présence de champmagnétique induit une variation de la densité de porteurs relative électrons/trous.Cette modication du coecient α est liée à l'apparition d'états de trous (électrons)au dessus (en dessous) du niveau de Fermi. Ces niveaux proviennent des uctuationslocales du potentiel électrostatique au sein de l'échantillon. Ils deviennent accessiblessuite à la chute du niveau de Fermi induit par l'augmentation de la densité d'étatsdes niveaux de Landau n = 0 avec le champ magnétique. Ce travail démontre l'existenced'un régime de transport diérent dans le graphène induit par le désordre.En eet, dans un échantillon de graphène propre, ce régime de transport ne peutêtre observé du fait que l'amplitude des variations du potentiel électrostatique à lasurface de l'échantillon est plus petite que les énergies impliquées dans la levée dedégénérescence.4.3 Conclusion et perspectivesDans ce chapitre nous avons étudié l'inuence de la formation des îlots électronstroussur les propriétés électroniques du graphène. Dans la première partie, c'est laconguration spatiale de ces îlots que nous avons sondé. En eet, à l'aide de mesuresde magnéto-transport, nous avons pu donner une estimation de la distribution detaille moyenne de ces îlots. Dans la deuxième partie, c'est la conguration énergétiquedes îlots à laquelle nous avons été sensibles expérimentalement. Les expériencesen champ magnétique ont permis de mettre en évidence une variation de l'énergiede Fermi qui en parallèle avec un potentiel électrostatique uctuant induisent unemodication de l'eet Hall quantique. Pour les études à venir, étudier du graphènedéposé sur nitrure de bore semble très prometteur. En eet, des études ont montréque les uctuations de densité de charge sont réduites deux ordres de grandeurspar rapport à celles observées avec le graphène déposé sur SiO 2 [Xue 2011]. Celapermettrait une étude plus poussée des propriétés électroniques du graphène à faibledensité de porteurs et fort champ magnétique.
Chapitre 5Graphène multi-feuilletSommaire5.1 Eet Hall quantique entier dans le graphène tri-couche . . 895.1.1 Caractérisation à champ nul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.1.2 Eet Hall et détermination de l'empilement . . . . . . . . . . 915.1.3 Eet du désordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975.1.4 Conclusion et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015.2 Magnéto-transport dans le graphène multi-couche . . . . . 1025.2.1 Caractérisation à champ nul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035.2.2 Quantication en niveaux de Landau et phase de Berry . . . 1045.2.3 Résistance de Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075.2.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085.3 Conclusion et perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085.1 Eet Hall quantique entier dans le graphène tricoucheDans le graphène, l'existence d'un niveau de Landau à énergie nulle, indépendantdu champ magnétique, implique l'apparition d'un eet Hall non conventionnel[Novoselov 2005b]. Les plateaux de conductivité sont quantiés à des valeursσ xy = 4(n + 1/2)e 2 /h [Novoselov 2005a]. Dans le cas du graphène bi-couche, ladégénérescence du niveau à énergie nulle est doublée et donne naissance à une troisièmeforme d'eet Hall quantique pour lequel la séquence des plateaux de Hall estidentique à celle de l'eet Hall quantique conventionnel, excepté pour le plateau àσ xy = 0 qui n'apparaît pas [Novoselov 2006]. A chaque fois qu'une nouvelle coucheest ajoutée pour former un système de graphène à N couches, il est prévu, théoriquement,que la dégénérescence du niveau d'énergie nulle devienne égale à N × gavec g = 4. Dans le graphène tri-couche, le niveau de Landau n = 0 est donc 12fois dégénéré. La séquence des plateaux de Hall est donc identique à celle du graphène,mais le plateau correspondant à ν = 2 ne devrait pas être visible. A notreconnaissance, l'eet Hall quantique dans le graphène tri-couche a surtout été étudiéthéoriquement [Min 2008a, Nakamura 2008a, Nakamura 2008b, Aoki 2007], bienque des études expérimentales récentes commencent à apparaître dans la littérature[Liyuan Zhang 2011, Thiti Taychatanapat 2011]. Le petit nombre de réalisations expérimentalespeut en partie être expliqué par les faibles mobilités relevées dans le
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RemerciementsMon travail de thèse
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1.4. Résumé et conclusion 27de La
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