Partenaires

CNRS Universite Grenoble Alpes UPS LaNEF INSA TOULOUSE EMFL NEXT

Accueil


Accueil du site > Production scientifique > Actualités > Effet Hall quantique dans le graphène tri-couche

English

Effet Hall quantique dans le graphène tri-couche

La découverte de l’effet Hall quantique dans le graphène en 2005 constitue une découverte scientifique majeure : elle a permit d’établir, sans ambiguïté, le caractère relativiste et chiral des porteurs de charges dans ce matériau bidimensionnel unique. Un an plus tard seulement, la communauté scientifique était de nouveau émerveillée par les propriétés électroniques sans équivoque du graphene bi-couche… là encore révélées en mesurant l’effet Hall quantique sous champ magnétique intense. Au delà de cette découverte sans précédent, il a été démontré que deux couches de graphène superposées l’une au dessus de l’autre ne sont pas « indépendantes », mais au contraire que leur interaction permet de constituer un « nouveau » système possédant ses « propres » propriétés électroniques.

Légende : a) quantification de la résistance de Hall dans le graphene, le graphene bi-couche et le graphene tri-couche (résultats expérimentaux LNCMI-T). b) Analyse théorique et simulations permettant de déterminer le type d’empilement (ABC) du graphene tri-couche étudié.

 

Le reste de l’histoire semblait déjà écrit d’avance : le graphène tri-couche devait très bientôt faire son apparition tandis que les études théoriques étaient, quant à elles, déjà publiées… Cependant, il fallut attendre l’année 2011 pour que ne soient enfin rapportées les premières études expérimentales relatives à l’effet Hall quantique dans le graphène tri-couche. Cette longue attente est en partie liée au fait que trois couches de graphène peuvent s’agencer de deux manières différentes, compliquant ainsi considérablement l’analyse des résultats ! De plus, le graphène tri-couche possède une mobilité électronique bien inférieure au graphène ou au graphène bi-couche et nécessite l’utilisation de champ magnétique très intense (60T) afin de mettre en évidence l’effet Hall quantique. C’est dans cette perspective que notre groupe de recherche fut parmi les premiers à observer cet effet tant attendu. Cette découverte pionnière [1], relayée par Science News [2], devrait ouvrir la voie à des études systématiques visant à comprendre l’influence des modes d’empilement des couches de graphène, pour permettre à terme de faire le lien entre les propriétés électroniques du « graphène » et du « graphite ».

 

Collaborations

D. P. Arovas & M. M. Fogler, Université de Californie, San Diego, USA

F. Guinea, ICMM, Madrid, Espagne

S. Roche, CI2N & ICREA, Barcelone, Espagne

 

Publications

[1] Phys. Rev. Lett. 107, 126806 (2011)

[2] Science News, édition Web du 28 septembre 2011

 

Contact

W. Escoffier