laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

7 décembre 2015 - 14h - salle conv IV

Quentin Wilmart
Ingénierie du profil de dopage dans le graphene : de l’optique des fermions de Dirac à l’électronique haute fréquence


La soutenance de thèse de Quentin Wilmart, réalisée sous la direction de Bernard Plaçais, aura lieu le 7 décembre 2015 à 14h en salle conf IV.

Résumé :

La nature bidimensionnelle et la chiralité des porteurs de charge du graphène ont ouvert des opportunités passionnantes pour la réalisation d’un nouveau type d’électronique.
Nous sommes maintenant en mesure de réaliser des dispositifs qui exploitent la nature de Dirac des électrons du graphène. Ils reposent sur i) l’empilement de graphène sur du nitrure de bore hexagonal (hBN) pour l’accès au régime balistique et ii) un contrôle complet du profil de dopage à l’aide d’un réseau de grilles proches. Lorsque le graphène est balistique, les électrons se comportent comme des rayons de lumière, avec un indice optique donnée par le dopage et des jonctions p-n qui jouent le rôle de dioptre. Les conditions d’optiques géométriques peuvent être satisfaites à température ambiante à condition que les jonctions soient abruptes par rapport à la longueur d’onde de Fermi. Je vais vous présenter la réalisation et la caractérisation de ces dispositifs et illustrer leur potentiel pour l’électronique GHz avec deux exemples : le transistor avec grille de contact et le transistor fonctionnement avec un pinch-off de type Dirac. Le premier repose sur l’effet tunnel de Klein à la jonction de contact ; la deuxième sur le profil de dopage inhomogène dans le graphène quand la grille est proche, combiné avec la saturation de vitesse induite par la diffusion avec les phonons de surface de hBN.