Microscopie à effet tunnel.

Documents pareils
Les outils de la nanotechnologie:

Sophie Guézo Alexandra Junay

Microscopie électronique en

Microscopie de fluorescence Etat de l art

PRINCIPE MICROSCOPIE CONFOCALE

Les batteries électriques pour les camions et bus électriques Etat de l'art, perspectives et interrogations


Etude de fonctions: procédure et exemple

Rupture et plasticité

MESURE DE LA TEMPERATURE

Nano-sciences, Nano-technologies Nano-materiaux. C. Joachim et X. Bouju

Aiguilleurs de courant intégrés monolithiquement sur silicium et leurs associations pour des applications de conversion d'énergie

BICNanoCat. Bombardement Ionique pour la Création de Nano Catalyseurs. Denis Busardo Directeur Scientifique, Quertech

Etude des nanofils en trois dimensions et à l échelle atomique par sonde atomique tomographique.

L PRESENTATION GENERALE SCPIO

Systèmes de distributeurs Systèmes de distributeur selon la norme ISO , taille 2, série 581. Caractéristiques techniques

Technologies de pointe en Israël nanotechnologie, énergie solaire,

PLATE-FORME DE MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE À TRANSMISSION

La soudure à l arc. électrique. Jean-Claude Guichard. Groupe Eyrolles, 2006, ISBN :

Semi-conducteurs. 1 Montage expérimental. Expérience n 29

Consolidation des argiles. CUI Yu-Jun ENPC-CERMES, INSTITUT NAVIER

Joints de grains : couplage entre modélisation et microscopie électronique haute résolution

Parrainage par Monsieur Philippe PAREIGE de notre classe, presentation des nanotechnologies.

Le monde nano et ses perspectives très prometteuses.

MINOR 11. * _rev.6* Guide d installation et d utilisation MINOR 11. DELTA DORE - Bonnemain COMBOURG deltadore@deltadore.

Module d Electricité. 2 ème partie : Electrostatique. Fabrice Sincère (version 3.0.1)

Résumé des activités de Recherche de Nicolas VIVET

Méthodes de Caractérisation des Matériaux. Cours, annales

LE PHYSICIEN FRANCAIS SERGE HAROCHE RECOIT CONJOINTEMENT LE PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2012 AVEC LE PHYSICIEN AMERCAIN DAVID WINELAND

Growth and Optical, Electrical and Mechanical Characterization of Zinc Oxide Nanowires

Chapitre 11 Bilans thermiques

Rank Xerox (UK) Business Services

Circuits intégrés micro-ondes

La Fibre Optique J BLANC

Microscopie de fluorescence

NEXT days 2 ème édition

Système de gestion d une citerne de récupération des eaux de pluies

À propos de Phenix Systems

Jean-Marc Schaffner Ateliers SCHAFFNER. Laure Delaporte ConstruirAcier. Jérémy Trouart Union des Métalliers

Quick Tower. Blocs verticaux nus Page 123. Quick Point. Plaques pour Quick Tower Page 124. Präge Fix. Makro Grip. Quick Point. Quick Tower.

La physique médicale au service du patient: le rôle de l agence internationale de l énergie atomique

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

MANUEL D INSTALLATION ET DE MISE EN SERVICE SOMMAIRE. Fonction. Avertissements Gamme de produits Caractéristiques techniques

Des MOEMS dans les instruments astronomiques du futur

Généralités. Aperçu. Introduction. Précision. Instruction de montage. Lubrification. Conception. Produits. Guides à brides FNS. Guides standards GNS

Relais d'arrêt d'urgence, protecteurs mobiles

Physique : Thermodynamique

MT-703. Surveillance de niveau par sonde résistive TELEMETRIE PAR MODULE GSM CONFIGURATION ET UTILISATION

Systèmes d aspiration pour plan de travail

De l effet Kondo dans les nanostructures à l électronique de spin quantique. Pascal SIMON

Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN

Figure 1 : Diagramme énergétique de la photo émission. E B = hν - E C

3. Artefacts permettant la mesure indirecte du débit

ANALYSE DU BESOIN. L ANALYSE FONCTIONNELLE par Jean-Marie VIRELY & all (ENS Cachan) Cette présentation décrit l outil «Analyse du Besoin».

Compléments - Chapitre 5 Spectroscopie

MOTO ELECTRIQUE. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur TD06_08 Moto électrique DIAGRAMME DES INTER-ACTEURS UTILISATEUR ENVIRONNEMENT HUMAIN

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

DISPOSITIF DE CONTROLE MULTIFONCTIONNEL POUR APPAREILS A GAZ

Glissière linéaire à rouleaux

Sondes de conductivité pour applications industrielles hygiéniques

Caractérisations des nanomatériaux par microscopies électroniques

M1 - MP057. Microscopie Électronique en Transmission Diffraction Imagerie

F210. Automate de vision hautes fonctionnalités. Caractèristiques. Algorithmes vectoriels

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

PDS (Plaque de Distance de Sécurité)

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

DETECTION DE NIVEAU LA GAMME

possibilités et limites des logiciels existants

National Instruments Notre mission

DIFFRACTion des ondes

de calibration Master 2: Calibration de modèles: présentation et simulation d

1 Démarrer L écran Isis La boite à outils Mode principal Mode gadget Mode graphique...

Microscopie de fluorescence

Qu est-ce qu un ordinateur quantique et à quoi pourrait-il servir?

TUTORIAL 1 ETUDE D UN MODELE SIMPLIFIE DE PORTIQUE PLAN ARTICULE

Rosemount 333 HART Tri-Loop

Les transistors à effet de champ

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Système formé de deux points

La plate-forme Caractérisation CIM PACA

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

L autopartage en trace directe : quelle alternative à la voiture particulière?

Projets proposés par le Laboratoire de Physique de l'université de Bourgogne

Caractérisations des nanomatériaux par microscopies électroniques

Étude et réalisation d une platine porteéchantillon aux performances nanométriques. Application à la microscopie en champ proche

P M L R O G W. sylomer. Gamme de Sylomer Standard. Propriétés Méthode de test Commentaires. Polyuréthane (PUR) Cellulaire mixte

Réalisation et modélisation de rubans déployables pour application spatiale

Introduction. Installation de SPIRAL

Contribution des faisceaux d ions à l élaboration de dispositifs pour l électronique souple

a-si:h/c-si heterojunction solar cells: back side assessment and improvement

Variotec 150/GV. La ferrure. Domaine d'utilisation. Données spécifiques HAWA-Variotec 150/GV. Exemples de construction. Entailles du verre.

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Athénée Royal d Evere

Distribué par Lamoot Dari GTS-L 5 / 10 / 15 DONNEES TECHNIQUES

Microscopies Électroniques

Armoires de réfrigération et de congélation Inventus / GN 2/1 profonde

Règlement EPAQ pour la qualité des panneaux sandwiches

Boîtier de contrôle et de commande avec EV 3/2 voies intégrée

ANNEXE J POTEAUX TESTÉS SELON UN CHARGEMENT STATIQUE ET TESTÉS SELON UN CHARGEMENT CYCLIQUE ET STATIQUE

Pompes à carburant électriques

Transcription:

Scanning Tunneling Microscopy STM, Scanning Tunneling Spectroscopy STS. Principe - Effet tunnel, mécanique quantique E. t h - G. Binnig, H. Rohrer, Helv. Phys. Acta 55 (1982) 726 1986 Nobel Prize in Physics Soient deux électrodes métalliques, distantes de d (quelques Å), entre lesquelles est appliquée une tension V, alors il existe un courant tunnel I tunnel donné par: I tunnel V ( 2Kd) e avec e.v << Φ, K = 2m e Φ h où Φ travail de sortie des électrodes. Une variation de 1 Å = 0.1 nm de la distance inter-électrodes d se traduit par un changement d un ordre de grandeur de I tunnel. Ordres de grandeur: I tunnel 1 na, V 1 V, d 0.1 1 nm Exploitation de la dépendance exponentielle du courant tunnel I tunnel avec la distance inter-électrodes d (pointe - surface) pour imager une surface à l échelle atomique.

Microscopie à effet tunnel - Mise en oeuvre. Principe - Mise en œuvre de la microscopie tunnel..système d électrodes = système (Pointe - Surface),.Dispositif de balayage (X, Y) de la pointe via céramiques piezoélectriques P. Exemple : pour un tube en PZT (Pb(Ti,Zr)O 3 ) de dimensions (L, Φ max, Φ min ) = (12.7, 6.35, 5.84 mm) : extensions de 5 nm/v suivant les trois directions (X, Y, Z)..Asservissement suivant Z (d) de la position de la pointe au cours du balayage - maintien du courant tunnel I tunnel constant - mode Z : courant de consigne I tunnel 1 na, V tunnel 1 V, d 1-10 Å = 0.1-1 nm..dispositif antivibratoire. Image mode Z : dplt Z = f(x, Y) (asservissement actif, I = cste), Image mode I: variation I = f(x, Y) (asservissement inactif). Résolution verticale r z 0.01 Å (dépendance exponentielle), Résolution latérale fonction de la qualité de la pointe r xy 1 Å = 0.1 nm. Résolution atomique possible.

Principe - Intensité du courant tunnel - Interprétation des images. I tunnel I = tunnel E E F F + ev / (ev x ρ surface ) = ρ (E + ev) ρ surface point e (E + ev) ρ (R point e point e (R,E)T(E,V) de point e,e)t(e,v).e f niveau de Fermi, E = E f + ev x avec 0 V x V,.ρ surface densité locale des états électroniques de la surface,.ρ pointe densité locale des états électroniques de la pointe évaluée au centre de courbure de celle-ci R pointe (pointe W),.T(E,V) coefficient de transmission de la barrière (élément de matrice M ²) exp(-2kd), K = 2m e Φ / h. En mode Z, les images de microscopie par effet tunnel sont des représentations de la densité électronique locale au voisinage du niveau de Fermi à la position de la pointe.

Applications. Étude, par imagerie directe, de structures de surface d échantillons conducteurs et semi-conducteurs:.étude de surfaces métalliques: surfaces vicinales.étude des structures atomique et électronique des reconstructions de surface de semi-conducteurs, Si(111) Reconstruction (7x7) - document OMICRON VP GmbH.Étude des étapes initiales de phénomènes d adsorption, d absorption, de réactions de surface, de catalyse Étude spectrométrique de la structure électronique de surface Scanning Tunneling Spectroscopy STS,.courbes I/ V = f(v), dlni/dlnv = f(v)

Epitaxial Graphene sur 6H-SiC(0001) Han Huang, Wei Chen, Shi Chen and Andrew Thye Shen Wee ACS Nano 2 (2008) 2513

Microscopie à force atomique. Scanning Force Microscopy SFM, Magnetic Force Microscopy MFM, Dynamic Force Microscopy DFM, Lateral Force Microscopy LFM, Atomic Force Microscopy AFM, Electrostatic Force Microscopy EFM Principe - G. Binnig, C.F. Quate, Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930, (1986). Imager une surface via la mesure des forces d interaction qui s exercent entre les atomes d une surface et ceux d une pointe sonde. Une pointe, fixée à l extrémité libre d un levier (cantilever) balaie (mouvements X éch., Y éch. ) une surface à courte distance. Les interactions pointe - surface déforment le levier. Ces déformations δz, mesurées par un capteur de déplacements (F = k.δz), constituent le signal d entrée d une boucle d asservissement. La régulation de la distance pointe surface (mouvement Z éch. ) donne accès au profil isoforce de la surface. Dimensions pointe : L = 2 µm, Ø = 100 Å, levier : 100 L 200 µm, 10 l 40 µm, 0.3 e 2 µm,

Microscopie à force atomique. Modes de fonctionnement d un microscope à force atomique. Un microscope à force atomique opère suivant trois régimes de fonctionnement principaux, à savoir le mode contact, le mode non contact et le mode de contact intermittent. (1) Le mode contact correspond à des distances pointe - surface faibles de l ordre de quelques Å, pour lesquelles les forces de contact sont répulsives (Forces de Born/Pauli), (2) Le mode non contact correspond à des distances pointe - surface importantes de l ordre de quelques Å à quelques 100 Å, pour lesquelles les forces sont attractives (Van der Waals ), (3) Le mode contact intermittent (Tapping mode TM ) correspond à une combinaison des deux modes précédents.

Microscopie à force atomique. Applications. Étude, par imagerie directe, de structures de surface d échantillons conducteurs, semi-conducteurs et isolants. Résolution verticale 0.1 Å, Résolution latérale 10 Å en mode contact - R tn atomique, 1 Å en mode vibrant - R tn atomique. Surface InAs(110) imagée par AFM en mode vibrant. Plan terminé As, présence de défauts ponctuels, image 20 nm x 20 nm. W. Allers, A. Schwarz, U.D. Scwharz, R. Wiesendanger, Institute of Applied Physics, University of Hamburg, Allemagne.

Principe - Effet tunnel, mécanique quantique E t h - G. Binnig, H. Rohrer, Helv. Phys. Acta 55, (1982) 726. Principe - Mise en œuvre de la microscopie tunnel. Principe - Intensité du courant tunnel - Interprétation des images. Applications. Microscopie à force atomique. Principe - G. Binnig, C.F. Quate, Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930, (1986). Modes de fonctionnement d un microscope à force atomique. Applications.