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Andrés Felipe Santander-Syro (CSNSM, Université Paris Sud)

DECOUVERTE D’UN GAZ D’ELECTRONS METALLIQUE BIDIMENSIONNEL A LA SURFACE D’UN OXYDE ISOLANT

Jeudi 17 Fevrier 2011, 14h15

La surface nue d’un matériau très isolant et transparent peut se comporter… comme un très bon conducteur ! C’est du moins le cas pour le titanate de strontium (SrTiO3), un oxyde isolant synthétique très utilisé en recherche fondamentale et appliquée sur les matériaux pour l’électronique du futur et la conversion et le stockage de l’énergie [1]. Cette découverte surprenante ouvre des perspectives prometteuses pour l’électronique « à base d’oxydes de métaux de transition », qui profiterait de l’énorme variété des propriétés physiques de ces matériaux (supraconductivité, magnétisme, thermoélectricité, piézo-électricité, pouvoir catalytique, et bien d’autres) pour intégrer plusieurs fonctionnalités différentes dans un même dispositif microélectronique.

Dans ce séminaire, nous introduirons de façon pédagogique la physique des électrons dans les oxydes de métaux de transition, l’importance fondamentale et appliquée de ces matériaux, les gaz bidimensionnels d’électrons aux interfaces entres deux oxydes isolants –découverts aussi récemment, mais qui restent très difficiles à réaliser, et les expériences et données de spectroscopie de photoémission résolue en angle qui ont mis en évidence ce gaz bidimensionnel d’électrons à la surface du SrTiO3. Nous discuterons l’origine de cet état métallique bidimensionnel, et présenterons un aperçu des perspectives ouvertes par cette découverte.

[1] A. F. Santander-Syro, O. Copie, T. Kondo et al. “Two-dimensional electron gas with universal subbands at the surface of SrTiO3”. NATURE 469, 189 (13 janvier 2011).