Croissance et réactivité du silicène

Growth and reactivity of silicene

• Auteur / Autrice : Mohamed Rachid Tchalala
• Direction : Hamid Oughaddou, Mustapha Ait Ali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 24/10/2014
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Université Cadi Ayyad (Marrakech, Maroc). Faculté des sciences Semlalia
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 1998-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences moléculaires d'Orsay (2010-....) - Laboratoire de chimie de coordination (Marrakech, Maroc)
• Jury : Président / Présidente : Vladimir Esaulov
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hamid Oughaddou, Mustapha Ait Ali, Vladimir Esaulov, Hung The Diep, Abdelilah Kaddouri, Abdelkader Kara, Azzedine Bendounan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hung The Diep, Abdelilah Kaddouri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photoémission

Spectroscopie de photoélectrons

Microscopie à force atomique

Spectroscopie tunnel

Électrons de faible énergie -- Diffraction

Mots clés libres

STM

ARPES

. nc-AFM

LEED

AES

Silicène

Matériaux 2D

STM

ARPES

. nc-AFM

LEED

AES

Silicene

2D materials

Résumé

L’objet de cette thèse est l’étude de la croissance de silicène sur des substrats d’argent,ainsi que l’étude de sa réactivité vis-à-vis de l’oxygène. La croissance a été réalisée sous ultra-vide et contrôlée par spectroscopie d’électrons Auger (AES) et par diffraction d’électrons lents (LEED). Les structures obtenues et leurs réactivités à l’oxygène ont été étudiées par microscopie à champ proche (STM et nc-AFM) et par spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES). Nous avons étudié la structure interne des nano-rubans de silicène auto-assemblés sur un substrat d’Ag(110). Sur Ag(111) nous obtenons un feuillet de silicène qui présente différentes structures en fonction de la température du substrat. L’étude de la réactivité des rubans et des feuillets a montré que le silicène formé sur substrat d’argent est relativement stable vis-à-vis de l’oxygène ce qui ouvre des perspectives de fonctionnalisation du silicène. La dernière partie de cette thèse concerne la synthèse de feuillets de silicium par voie chimique. Nous avons mis au point une nouvelle méthode prometteuse de synthèse chimique qui nous a permis de synthétiser des feuillets de silicium de structure graphitique.

The objective of this thesis is the study of the growth of silicene on silver substrates as well as its reactivity towards the oxygen. The growth was performed under ultra-high vacuum and controlled by Auger electrons spectroscopy (AES) and low energy electrons diffraction (LEED). The obtained structures and their relativities towards the oxygen were studied by near field microscopy (STM and nc-AFM) and by angle resolved electrons photoemission spectroscopy (ARPES). We have studied the internal structure of the selfassembled silicene nanoribbons on Ag(110) substrate. On Ag(111), we have obtained a silicene sheet presenting different structures versus the temperature of the substrate. The reactivity of silicene nanoribbons and sheets grown on silver show that silicene is relatively stable towards the oxygen which opens a new perspectives of functionalization of the silicene. The last part of this thesis concerns the synthesis of silicone sheets by chemical process. We have develpped a new promising process of chemical synthesis which allowed us to synthesize silicon sheets with graphitic structure.