Silicon Sheets By Redox Assisted Chemical Exfoliation

In this paper, we report the direct chemical synthesis of silicon sheets in gram-scale quantities by chemical exfoliation of pre-processed calcium di-silicide (CaSi2). We have used a combination of X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy and Energy-dispersive X-ray spectroscopy to characterize the obtained silicon sheets. We found that the clean and crystalline silicon sheets show a 2-dimensional hexagonal graphitic structure.Comment: Accepted in J. Phys.: Condens. Matte

Growth and reactivity of silicene

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

Croissance et réactivité du silicène

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.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

Croissance et réactivité du silicène

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.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

Atomic Structure Of Silicene Nanoribbons On Ag(110)

The growth of silicene nano-ribbons (NRs) on Ag(110) substrate is re-investigated using scanning tunneling microscopy (STM) and low energy electron diffraction (LEED). Deposition of one silicon monolayer at 230°C induces the formation of one-dimensional 1.6 nm wide silicene nanoribbons into a well-ordered compact array with a nanometer-scale pitch of just 2 nm. Based on the STM analysis we derived an atomic model of the silicene nanoribbons (NRs) where they are substantially buckled, and quantum confinement of the electrons in the NRs contribute to electronic density of states. © Published under licence by IOP Publishing Ltd

Combined Afm And Stm Measurements Of A Silicene Sheet Grown On The Ag(111) Surface

In this paper, we present the first non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) of a silicene on a silver (Ag) surface, obtained by combining non-contact atomic force microscopy and scanning tunneling microscopy (STM). STM images over large areas of silicene grown on the Ag(111) surface show both (√13 × √13)R13.9° and (4 × 4) superstructures. For the widely observed (4 × 4) structure, the observed nc-AFM image is very similar to the one recorded by STM. The structure resolved by nc-AFM is compatible with only one out of two silicon atoms being visible. This indicates unambiguously a strong buckling of the silicene honeycomb layer. © 2013 IOP Publishing Ltd

Atomic And Electronic Structures Of The (13 × 13)R13.9° Of Silicene Sheet On Ag(1 1 1)

Using scanning tunneling microscopy, low energy electron diffraction measurements, and ab initio calculations based on density functional theory, we present atomic models of the (13×13)R13.9° silicene superstructure grown on Ag(1 1 1). The STM images reveal two co-existing atomic arrangements with two different orientations of the silicene sheet relative to the Ag(1 1 1) surface. DFT calculations with and without the inclusion of van der Waals interactions show corrugated Si atomic positions for both orientations implying a significant interaction with Ag(1 1 1) surface. The electronic structure of both silicene and Ag(1 1 1) surface are sufficiently affected that new interface states emerge close to the Fermi level. © 2014 Elsevier B.V

Silicon Nanoparticles Synthesis From Calcium Disilicide By Redox Assisted Chemical Exfoliation

We report the preparation of single-crystal silicon nanoparticles with 15 to 22 nm diameter from calcium disilicide (CaSi2) by redox assisted chemical exfoliation using solution phase synthesis route. Silicon nanoparticles are found to be highly oriented with a predominant size of 18 nm. X-Ray diffraction, as well as transmission electron microscopy studies, confirm that the silicon nanoparticles are a diamond type and highly crystalline