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lacunes dans le graphène



  1. #1
    tontonMamar

    lacunes dans le graphène


    ------

    Bonjour,
    Certains chercheurs pensent utiliser le diamant dans la conception des futures ordi quantiques en utilisant les lacunes NV (nitrogen vacancy) qui existent dans le diamant. Existe-t-il ou peut-il exister le même genre de lacune dans le graphene ?
    Merci à ceux qui peuvent me repondre

    -----

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  3. #2
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par tontonMamar Voir le message
    Bonjour,
    Certains chercheurs pensent utiliser le diamant dans la conception des futures ordi quantiques en utilisant les lacunes NV (nitrogen vacancy) qui existent dans le diamant. Existe-t-il ou peut-il exister le même genre de lacune dans le graphene ?
    Merci à ceux qui peuvent me repondre
    Bonjour,

    Une lacune dans le diamant c'est un atome de carbone qui manque sur un site. Voudrais-tu dire que la lacune est comblée par un atome d'azote et donc un atome d'azote en position substitutionnelle?.

  4. #3
    invite34596000666

    Re : lacunes dans le graphène


  5. #4
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Re,

    Citation Envoyé par tontonMamar Voir le message
    Bonjour,
    Certains chercheurs pensent utiliser le diamant dans la conception des futures ordi quantiques en utilisant les lacunes NV (nitrogen vacancy) qui existent dans le diamant. Existe-t-il ou peut-il exister le même genre de lacune dans le graphene ?
    Merci à ceux qui peuvent me repondre
    A mon avis, non...

    Des manips de transport que j'ai vu, d'image afm ou stm que j'ai pu voir... ( épitaxié, ou exfolié) il est difficile d'obtenir des lacunes dans le "bulk" du graphène...
    Les seuls endroits, où l'on peut obtenir des "lacunes", liaison hydroxy,....etc, ce sont sur les bords!
    La techno actuelle maitrise encore assez mal les bords durant la gravure...

    Le graphène "bulk" (hors des bords) est un système aromatique ( système Pi délocalisé)... il serait donc possible par voie chimique de mofifier localement le système par substitution électrophile...
    Cependant, un système aromatique est très stable, il est donc de ce fait très difficile de réaliser des lacunes!

    A plus
    "The more is different" P.W Anderson.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Re,



    A mon avis, non...

    Des manips de transport que j'ai vu, d'image afm ou stm que j'ai pu voir... ( épitaxié, ou exfolié) il est difficile d'obtenir des lacunes dans le "bulk" du graphène...
    Les seuls endroits, où l'on peut obtenir des "lacunes", liaison hydroxy,....etc, ce sont sur les bords!
    La techno actuelle maitrise encore assez mal les bords durant la gravure...

    Le graphène "bulk" (hors des bords) est un système aromatique ( système Pi délocalisé)... il serait donc possible par voie chimique de mofifier localement le système par substitution électrophile...
    Cependant, un système aromatique est très stable, il est donc de ce fait très difficile de réaliser des lacunes!

    A plus
    Bonjour,

    L'argument de stabilité n'est pas très bon.

    Dans le silicium il y a des lacunes et je connais des gens (Watkins en particulier) qui ont passé toute leur vie, ou presque, a les étudier. En fait dans les process de microélectronique on inactive les lacunes avec de l'hydrogène car ils donnent des niveaux profonds (fonction de centres de recombinaison) qui réduisent la durée de vie des porteurs.

    A noter également que les liaisons chimiques sigma dans le silicium sont encore plus efficaces que lers liaisons Pi, ce qui n'empèche pas d'avoir des lacunes dans le silicium.

    Les substrats à base de GaAs sont semi-isolants (nécessaire pour l'électronique hyperfréquence ou les superréseaux GaAlAs) grace à un niveau profond natif appellé EL2 et qui est, vraisemblablement, une lacune de Gallium passée en position intersticielle.

  8. #6
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Bonjour Mariposa,
    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Bonjour,

    L'argument de stabilité n'est pas très bon.

    Dans le silicium il y a des lacunes et je connais des gens (Watkins en particulier) qui ont passé toute leur vie, ou presque, a les étudier. En fait dans les process de microélectronique on inactive les lacunes avec de l'hydrogène car ils donnent des niveaux profonds (fonction de centres de recombinaison) qui réduisent la durée de vie des porteurs.

    A noter également que les liaisons chimiques sigma dans le silicium sont encore plus efficaces que lers liaisons Pi, ce qui n'empèche pas d'avoir des lacunes dans le silicium.

    Les substrats à base de GaAs sont semi-isolants (nécessaire pour l'électronique hyperfréquence ou les superréseaux GaAlAs) grace à un niveau profond natif appellé EL2 et qui est, vraisemblablement, une lacune de Gallium passée en position intersticielle.
    Heu, je parle du graphène et non du silicium...
    C'est un système de double liaison conjuguée! Il a les propriétés d'un aromatique!
    D'un point de vue thermo par exemple, il est très difficile de casser des liaisons conjuguées d'un noyau benzénique par rapport à un système imaginaire de laison simple + liaison Pi!
    Créer des lacunes dans le volume du graphène (je rappelle que c'est un système 2D!) est difficile! Et pour tout de dire, je n'en ai pas vu à ma connaissance!

    Après je t'avoue que je comprends pas du tout le lien entre le silicium et la question initiale (à savoir si des lacunes sont possibles dans le graphène comme celle que l'on a dans le diamant)!
    "The more is different" P.W Anderson.

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  10. #7
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Bonjour Mariposa,


    Heu, je parle du graphène et non du silicium...
    C'est un système de double liaison conjuguée! Il a les propriétés d'un aromatique!
    D'un point de vue thermo par exemple, il est très difficile de casser des liaisons conjuguées d'un noyau benzénique par rapport à un système imaginaire de laison simple + liaison Pi!
    Créer des lacunes dans le volume du graphène (je rappelle que c'est un système 2D!) est difficile! Et pour tout de dire, je n'en ai pas vu à ma connaissance!

    Après je t'avoue que je comprends pas du tout le lien entre le silicium et la question initiale (à savoir si des lacunes sont possibles dans le graphène comme celle que l'on a dans le diamant)!
    A l'évidence les matériaux à base de carbone peuvent être comparés aux matériaux à base de silicium. Je n'ai pas travaillé ni sur le silicium, ni sur le carbone mais sur SiC! Plus précisemment j'ai étudié le premier a étudier les lacunes dans le SiC par RPE et il y a beaucoup.

    Par ailleurs le semiconducteur le plus étudié est le silicium (pour des raisons évidentes) vient ensuite le GaAs (également pour des raisons évidentes). Il est donc intéressant de prendre Si comme repère.

    S'agissant des lacunes dans le graphène (matériau que je ne connais pasdu tout) il faudrait préciser quelles sont les éxpériences qui ont été tentées pour les caractériser (cela ne doit pas être évident vue le peu de quantité de matière).

    D'ailleurs on peut essayer de les créer en bombardant du graphène avec des atomes de gaz neutres.

    Culturellement les gens (j'entends les spécialistes) ont tendance à idéaliser la perfection cristalline des semiconducteurs et c'est pourquoi je suis très méfiant par principe.

  11. #8
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    A l'évidence les matériaux à base de carbone peuvent être comparés aux matériaux à base de silicium.
    Si l'argument, c'est parce que ces éléments sont sur la même colonne de la clssification périodique, je ne suis pas vraiment d'accord...(notion d'hyper valence)!
    Egalement, les couplages spin-orbites sont bien plus faibles dans le graphène que dans du silicium ( augmentant avec Z)
    Je n'ai pas travaillé ni sur le silicium, ni sur le carbone mais sur SiC! Plus précisemment j'ai étudié le premier a étudier les lacunes dans le SiC par RPE et il y a beaucoup.
    Je ne travaille pas sur du Si mais sur du C et plus exactement du transport électronique sur du graphène
    D'ailleurs, on utilise parfois le substrat SIC pour le dépôt ou la création de couches graphènes!
    Par ailleurs le semiconducteur le plus étudié est le silicium (pour des raisons évidentes) vient ensuite le GaAs (également pour des raisons évidentes). Il est donc intéressant de prendre Si comme repère.
    Ce que tu dis, je le sais... mais il ne faut pas se leurrer non plus, les études des systèmes carbone explosent en matière condensée et en nano. Le graphène n'est pas pris à la légère non plus par les industriels!

    S'agissant des lacunes dans le graphène (matériau que je ne connais pasdu tout) il faudrait préciser quelles sont les éxpériences qui ont été tentées pour les caractériser (cela ne doit pas être évident vue le peu de quantité de matière).
    Le graphène est très étudié dans la recherche scientifique ( c'est l'un des seuls systèmes 2D en surface, et "inerte")
    Les expériences de caractérisations sont:
    afm, stm, arpees, leed, magnéto-résistance,... et j'en passe surement...

    D'ailleurs on peut essayer de les créer en bombardant du graphène avec des atomes de gaz neutres.
    Ha bah oui, c'est sûr que si on utilise les rayons gamma pour désinfecter une plaie...on arrive à quelquechose

    Je n'ai jamais dit que l'on ne pouvait pas en faire... j'ai dit que celà n'est pas facile! hormis sur les bords du système!

    Culturellement les gens (j'entends les spécialistes) ont tendance à idéaliser la perfection cristalline des semiconducteurs et c'est pourquoi je suis très méfiant par principe.
    Je comprends ton point de vue... mais bon, les manips que je vois indiquent plutôt des impuretés pas vraiment de lacunes...(mais je ne dis pas que ça n'existe pas!)

    A plus.
    "The more is different" P.W Anderson.

  12. #9
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message


    Le graphène est très étudié dans la recherche scientifique ( c'est l'un des seuls systèmes 2D en surface, et "inerte")
    Les expériences de caractérisations sont:
    afm, stm, arpees, leed, magnéto-résistance,... et j'en passe surement...
    Oui mais ce ne sont pas des manip qui étudient les défauts ponctuels ou complexes (associations de 2 ou plusieurs défauts). Le vrai poblème est de savoir s'il y a une quelconque motivation pour étudier les défauts dans de tels matériaux.


    Ha bah oui, c'est sûr que si on utilise les rayons gamma pour désinfecter une plaie...on arrive à quelquechose

    Tu as tord de tourner ma remarque en dérision car c'est une pratique éxpérimentale très éprouvée (plusieurs centaines de milliers de publications) pour étudier les défauts des matériaux: On les crée "artificiellement" pour trouver la bonne éxpérience qui donne une signature. Par exemple si tu crées de manière controlée un défaut tu vas découvrir que celui-ci est responsable d'une luminescence à une certaine longueur d'onde. Après quoi il te reste à sophistiquer la manip pour détecter les défauts de faible densité par leur signature de luminescence.



    Je comprends ton point de vue... mais bon, les manips que je vois indiquent plutôt des impuretés pas vraiment de lacunes...(mais je ne dis pas que ça n'existe pas!)

    A plus.

    Il existe des méthodes pour détecter les impuretés tel le SIMS (une variante très sophistiquée d'un spectromètre de masse) ou des analisueurs quadrupolaires. et bien d'autres. Par contre détecter une lacune et les défauts associés à une lacune sont très compliqués. A vue de nez le fameux défaut EL2 qui implique une lacune de Ga a du donner lieu à quelques dizaines de milliers de publications. Encore faut-il savoir qu'en 1980 et quelques tout le monde n'était pas même pas convaincu. Aujourd'hui on s'en fout puisque çà marche.


    donc je suis enclin à penser que si l'on ne connait rien des lacunes dans le graphène, c'est d'abord que ce n'est pas le coeur du débat de la même façon que l'on ne connait rien des lacunes des mitochondries.

  13. #10
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Re,
    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Oui mais ce ne sont pas des manip qui étudient les défauts ponctuels ou complexes (associations de 2 ou plusieurs défauts). Le vrai poblème est de savoir s'il y a une quelconque motivation pour étudier les défauts dans de tels matériaux.

    Heu, afm et stm ça n'étudie les défauts de structure?...tu m'en diras tant! Tu es en train de critiquer tout le boulot d'une équipe d'un labo là
    Tu as tord de tourner ma remarque en dérision car c'est une pratique éxpérimentale très éprouvée (plusieurs centaines de milliers de publications) pour étudier les défauts des matériaux: On les crée "artificiellement" pour trouver la bonne éxpérience qui donne une signature. Par exemple si tu crées de manière controlée un défaut tu vas découvrir que celui-ci est responsable d'une luminescence à une certaine longueur d'onde. Après quoi il te reste à sophistiquer la manip pour détecter les défauts de faible densité par leur signature de luminescence.
    Je ne tourne pas ta remarque en dérision! Je dis simplement que (en tout cas pour ce que je fais) faire des bombardements comme tu le dis, tu vas forcément générer une lacune! D'ailleurs pour la gravure, on réalise du plasma etch... et franchement les bords sont très dégueulasse et non controlable! et là oui j'ai des lacunes!


    Il existe des méthodes pour détecter les impuretés tel le SIMS (une variante très sophistiquée d'un spectromètre de masse) ou des analisueurs quadrupolaires. et bien d'autres.
    Je ne connais pas et je regarderai!

    Par contre détecter une lacune et les défauts associés à une lacune sont très compliqués.
    Pas tant que celà (stm)...en tout cas pour le graphène..




    donc je suis enclin à penser que si l'on ne connait rien des lacunes dans le graphène, c'est d'abord que ce n'est pas le coeur du débat de la même façon que l'on ne connait rien des lacunes des mitochondries.
    Au niveau record de publications, le graphène mon coco, ça y va!
    Et à mon avis, c'est tellement énorme, qu'on ne peut tout lire!
    Je suis près à mettre ma main au feu, qu'il y a une floppée de paper sur ce que tu dis...( désolé mais je m'occupe de la couche transport...)

    A plus.
    "The more is different" P.W Anderson.

  14. #11
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Re,


    Heu, afm et stm ça n'étudie les défauts de structure?...tu m'en diras tant! Tu es en train de critiquer tout le boulot d'une équipe d'un labo là
    C'est possible (c'est même sûr ) que je ne sois pas au courant. Peux-tu très succintement décrire ces techniques et à quels types de défauts sont-elles sensibles?



    Au niveau record de publications, le graphène mon coco, ça y va!
    Et à mon avis, c'est tellement énorme, qu'on ne peut tout lire!
    Je suis près à mettre ma main au feu, qu'il y a une floppée de paper sur ce que tu dis...( désolé mais je m'occupe de la couche transport...)

    A plus.
    Je n'en doute pas, c'est un matériau très à la mode, et je suis totalement hors du coup.

    En gros que fais-tu au point de vue transport (quels manips?)

  15. #12
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Re,

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    C'est possible (c'est même sûr ) que je ne sois pas au courant. Peux-tu très succintement décrire ces techniques et à quels types de défauts sont-elles sensibles?
    STM: Scanning tunnel miscrocopy (je pense que tu connais)
    Exemple hors graphene pour les défauts (cf images):

    http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0403/0403363.pdf

    Pour ce qui est graphene (en libre en tout cas...): I.N


    En gros que fais-tu au point de vue transport (quels manips?)
    J'étudie son effet hall quantique... je réalise des point contacts sur des nanostructures pour en observer la conductance ( avec ou sans champ...).
    + modèle...

    A plus,
    "The more is different" P.W Anderson.

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  17. #13
    mariposa

    Re : lacunes dans le graphène

    Citation Envoyé par Astérion Voir le message
    Re,



    STM: Scanning tunnel miscrocopy (je pense que tu connais)
    Exemple hors graphene pour les défauts (cf images):

    http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0403/0403363.pdf

    Pour ce qui est graphene (en libre en tout cas...): I.N
    Oui je connais de non, mais jamais pratiqué, ni jamais vu un STM de ma vie. La Science va très très vite.

    Merci pour ces informations.


    J'étudie son effet hall quantique... je réalise des point contacts sur des nanostructures pour en observer la conductance ( avec ou sans champ...).
    + modèle...

    A plus,
    A t-on déjà observé un effet Hall quantique fractionnaire dans le graphène?

  18. #14
    Astérion

    Re : lacunes dans le graphène

    Re,

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Oui je connais de non, mais jamais pratiqué, ni jamais vu un STM de ma vie. La Science va très très vite.

    Merci pour ces informations.
    Pas de quoi! On en apprend tous les jours !

    A t-on déjà observé un effet Hall quantique fractionnaire dans le graphène?
    C'est justement un point facheux: non !

    A plus
    "The more is different" P.W Anderson.

  19. #15
    tontonMamar

    Re : lacunes dans le graphène

    que peut observer le STM? Jusqu'à quelle echelle? Pensez vous pouvoir distinguer un jour les atomes et decider de leur nature ondulatoire ou corpusculaire?

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