Physique de surfaces

Microscopie à effet tunnel (STM)
CELNIKIER Yoshua, SALLES Benjamin Master de science des matériaux et des nano-objets Envoyé le 9 février 2007

Introduction L’objectif de ce T.P est d’effectuer une première approche à la microscopie à effet tunnel (STM). Afin d’entrer en matière, nous avons étudié la surface d’un échantillon de graphite à l’air libre et à température ambiante. Cette étude est généralement effectuée en guise de test afin de vérifier le bon fonctionnement du matériel (pointe, dérive de balayage, propriétés mécaniques du système…). Nous tâcherons, dans le cadre d’une première partie, de décrire le dispositif. Une seconde partie sera consacrée au protocole expérimental à suivre, ainsi qu’aux quelques problèmes rencontrés lors de l’expérience. Enfin, nous procéderons à l’analyse des données obtenues et ce dans le cadre d’une troisième partie. Nous mettrons notamment en évidence la structure de réseau direct et réciproque, la topographie de la surface étudiée… 1. Description du dispositif 1.1. Description du graphite

Structure en «nid d’abeille » du graphène L’intérêt d’utiliser un échantillon de graphite réside dans la facilité de cliver une surface. Ceci provient que les interactions qui lient deux plans consécutifs de graphène sont suffisamment faibles pour que l’on puisse les separer à l’aide d’un scotch. En effet, les interactions de Van der Waal sont responsables de la liaison entre deux plans. Par ailleurs le fait que les liaisons, au sein d’un plan de graphène, soit bien plus importante, permet

d’expliquer que lorsque nous clivons, nous obtenons des surfaces très lisses ce qui est donc un avantage supplémentaire. 1.2. Description de la pointe. La pointe utilisée est en Platine Iridium, qui présente l’avantage de constituer à la fois un bon conducteur ainsi que celui d’être relativement inerte, évitant d’agréger trop d’impuretés. Pour crée une pointe de ce genre nous n’avons besoin que d’une pince, d’une pince