Le graphène, le matériau de l’avenir

Le graphène, isolé pour la première fois en 2004, est un matériau constitué d’une couche monoatomique d’atomes de carbone, organisé sur un motif hexagonal comme les nids des abeilles, est considéré aujourd’hui comme l’un des matériaux les plus prometteurs. Cette réputation vient des propriétés singulières du graphène en termes de résistance mécanique et de conduction électrique liées à ses dimensions, notamment son épaisseur monoatomique. Le tout composé de carbone, très abondant et donc peu cher, bien que la production de graphène en grande quantités suppose encore actuellement un coût élevé. L’utilisation du graphène est ainsi envisagée dans de nombreuses applications en micro- et nanoélectronique.

Beaucoup de travaux se concentrent aujourd’hui sur l’étude plus approfondie des propriétés électroniques de ce matériau afin de définir toutes ses potentialités. Pour être utilisées, les feuilles de graphène sont déposées sur des substrats isolants, généralement de l’oxyde de silicium. Mais, à l’échelle atomique, la séparation – typiquement macroscopique – entre le graphène conducteur et l’oxyde de silicium isolant n’est pas aussi nette. Les interactions entre les atomes des deux matériaux à la jonction entraînent des modifications locales des propriétés électroniques de chacun d’entre eux, notamment dues à la présence de charges électriques piégés dans le substrat isolant. C’est ce que l’étude des chercheurs de l’UAM vient mettre en évidence.