Abstract : This thesis is devoted to the experimental study of electronic and mechanical properties of multiwalled carbon nanotubes. This implies to find some methods to measure the current in inner shells or probe the intershell electronic/mechanical properties. However, the acces to these informations remains difficult because electrodes are in direct contact only with the outer shell. In the linear regime, at low bias, four points resistance measurements show that essentially two shells contribute to conduction and enable the first determination of the intershell conductance. At high bias a technique allowing to remove individual shell one by one reveals that most of the shells are now carrying a saturation current between 10 and 60 microamps depending on their geometry. This shows a weak variation of the number of current carrying modes, in good agreement with a model including a Zener tunneling effect between non-crossed subbands. Finally this technique is used to measure the mechanical friction between two rotating shells. To that end, a novel type of nano-electromechanical system has been fabricated which represents the first step toward the realisation of a nano-motor.
Résumé : Cette thèse a pour objet l'étude expérimentale des propriétés électroniques et mécaniques des nanotubes de carbone multifeuillets. Cela nécessite de trouver des méthodes pour mesurer le courant dans les feuillets internes ou encore sonder les propriétés électroniques/mécaniques interfeuillets. L'accès à ces informations reste cependant difficile car les électrodes ne sont en contact direct qu'avec le feuillet externe. Dans le régime linéaire, à basse tension, des mesures de résistance quatre points montrent qu'essentiellement deux feuillets participent à la conduction, et donnent accès à la première mesure de la conductance interfeuillet. A haute tension, une technique permettant d'enlever un à un les différents feuillets met en évidence qu'une majorité de feuillets transportent, selon leur géométrie, un courant de saturation compris entre 10 et 60 microampères. Ceci montre une faible variation du nombre de modes transportant du courant, en bon accord avec un mécanisme tunnel Zener entre sous-bandes non croisées. Enfin, cette technique est utilisée afin de mesurer le frottement mécanique entre deux feuillets en rotation. Pour cela, un nouveau type de nano-système électromécanique a été fabriqué, représentant une première étape pour la réalisation d'un nano-moteur.