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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (29/11/2005), Alain Friederich (Dir.)
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Transport électronique dans un assemblée bidimensionnelle de nanoparticules métalliques dispersées dans une jonction tunnem
Nathalie Lidgi1

L'objectif de ce travail a été l'étude des propriétés de transport d'une assemblée bidimensionnelle de nanoparticules métalliques dispersées dans une jonction tunnel. Lorsqu'une faible différence de potentiel est appliquée entre les deux électrodes de la jonction, le courant tunnel est bloqué tant qu'une tension seuil n'a pas été atteinte. Cela est dû au phénomène de blocage de Coulomb. Il est ainsi possible de contrôler, grâce à la tension, le nombre de charges présentes sur l'assemblée de nanoparticules. L'étude de la variation de capacité qui en découle a été notre principal outil d'investigation. Un modèle a été écrit qui décrit le comportement capacitif de ces systèmes à base d'agrégats. Dans la partie expérimentale, l'influence des paramètres de la jonction sur la variation de capacité a été étudiée et a permis de vérifier le modèle. L'obtention d'une grande variation de capacité passe par l'élaboration de systèmes aux barrières très dissymétriques du point de vue de leur épaisseur comme de leur constante diélectrique. En outre, l'assemblée d'agrégats doit être dense et centrée sur les petites tailles. L'application des jonction tunnel à base d'agrégats comme composant électronique est également abordé.
1 :  UMP CNRS/THALES - Unité mixte de physique CNRS/Thalès
Agrégats – nanoparticules – blocage de Coulomb – capacités variables – effet tunnel – croissance

Electronic transport in a bidimensionnal assembly of metallic nanoparticles embedded in a tunnel junction
We are exploring the electronic transport properties of an assembly of metallic
nanoparticles embedded in a tunnel junction. The clusters are small enough to be in the
Coulomb blockade regime: as long as the voltage applied to the junction is below a threshold,
electrons cannot tunnel from one electrode to the other. Thus, varying the voltage directly
influences the charge in the tunnel junction. In other words, the voltage may control the
capacitance of the structure. A model was derived which described the capacitive behaviour
of these systems. In the experimental part the influence of the junction parameters on the
capacitance variation is studied. A large variation is obtained for a junction with highly
dissymmetric dielectrics from both points of view, their thicknesses as well as their dielectric
constants. The cluster assembly has to be dense, slightly size dispersed and with very small
clusters in order to increase the working temperature. As an outlook, we have studied the
possibility of using those systems in electronic devices.
Clusters – Nanoparticles – Coulomb blockade – Variable capacitor – Tunnel effect – Growth