Jeudi 13 juillet 2006 à 14h00
Cette thèse a pour objet l’étude expérimentale des propriétés du transport électronique à plusieurs contacts dans les nanotubes de carbone monofeuillets. Cela nécessite de trouver des méthodes nouvelles pour mesurer la résistance intrinsèque du nanotube, et aussi pour explorer la nature des comportements électroniques unidimensionnels dans le nanotube monofeuillet.
Comme la mesure électronique à deux contacts ne permet pas d’explorer la résistance intrinsèque du nanotube à cause de la résistance de contact, nous avons développé une nouvelle méthode de mesure à quatre contacts en utilisant des nanotubes multifeuillets comme sondes de tension non-destructives. Les mesures faites sont toujours dans le régime linéaire. A température ambiante, les mesures à quatre contacts montrent que le nanotube monofeuillet se comporte comme une résistance classique dont le fonctionnement obéit à la loi d’Ohm. A basse température, les mesures à quatre contacts montrent des résistances négatives. C’est un effet d’interférence quantique, qui avait été prédit par la formule de Laudauer - Büttiker.
A température intermédiaire, la nature des comportements électroniques unidimensionnels dans le nanotube monofeuillet est décrite par la théorie du Liquide de Luttinger. Cependant, les mesures d’effet tunnel obtenues jusqu’à présent ne permettaient pas d’exclure les autres explications théoriques comme la théorie du Blocage de Coulomb dynamique. Suivant la proposition faite par des théoriciens, nous avons fabriqué des structures à deux nanotubes monofeuillets croisés. Nous avons observé une anomalie à tension nulle dans un des deux tubes, qui peut être supprimée quand un courant est injecté dans l’autre. Nous avons comparé nos résultats avec les prédictions de la théorie du Liquide de Luttinger, en considérant le couplage électrostatique entre deux tubes et la rétro-diffusion d’électron provoquée par la déformation des tubes au point de croisement. La solution explicite du modèle simplifié nous permet de décrire qualitativement les résultats expérimentaux avec un seul paramètre ajustable. Mots-clés : nanotube de carbone, physique mésoscopique, nanotechnologies, liquide de Luttinger, formule de Laudauer-Büttiker.
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 