Special Session 8 Introduction: Fundamentals to Applications in 2D Materials

Provides an overview of the 2015 Special Session 8 meeting as part of the 11th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, Munich, Germany, June 22-26, 2015

First direct observation of a nearly ideal graphene band structure

Angle-resolved photoemission and X-ray diffraction experiments show that multilayer epitaxial graphene grown on the SiC(000-1) surface is a new form of carbon that is composed of effectively isolated graphene sheets. The unique rotational stacking of these films cause adjacent graphene layers to electronically decouple leading to a set of nearly independent linearly dispersing bands (Dirac cones) at the graphene K-point. Each cone corresponds to an individual macro-scale graphene sheet in a multilayer stack where AB-stacked sheets can be considered as low density faults.Comment: 5 pages, 4 figure

Graphene etching on SiC grains as a path to interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons formation.

Polycyclic aromatic hydrocarbons as well as other organic molecules appear among the most abundant observed species in interstellar space and are key molecules to understanding the prebiotic roots of life. However, their existence and abundance in space remain a puzzle. Here we present a new top-down route to form polycyclic aromatic hydrocarbons in large quantities in space. We show that aromatic species can be efficiently formed on the graphitized surface of the abundant silicon carbide stardust on exposure to atomic hydrogen under pressure and temperature conditions analogous to those of the interstellar medium. To this aim, we mimic the circumstellar environment using ultra-high vacuum chambers and investigate the SiC surface by in situ advanced characterization techniques combined with first-principles molecular dynamics calculations. These results suggest that top-down routes are crucial to astrochemistry to explain the abundance of organic species and to uncover the origin of unidentified infrared emission features from advanced observations. © 2014 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved

Etude des surfaces, interfaces et nanostructures du b-SiC(001) (propriétés électroniques, structurales et optiques)

Nous étudions les surfaces du b-SiC(001) propres, couvertes d argent, hydrogénées et oxydées par microscopie tunnel (STM), émission de photon induite par STM, spectroscopie de photoélectrons et diffraction de rayons X en incidence rasante utilisant le rayonnement synchrotron.L étude de la reconstruction (5x2) en diffraction de rayons X en incidence rasant nous permet de déterminer la structure à l échelle atomique des lignes atomiques de silicium.Les différentes reconstructions de surface présentent des comportements très différents en émission de photons induite par STM. Les surfaces riches en silicium (3x2) et terminées carbone c(2x2) sont détruites par les conditions tunnel à fort courant et forte tension. Des images résolues à l échelle atomique sont obtenues simultanément en topographie et en émission de photons sur les reconstructions (3x2), c(4x2) et lignes atomiques de silicium. Le contraste en émission de photons est attribué aux états électroniques de surface. La surface de b-SiC(001)-(2x3)/Ag est imagée par émission de photons induite par STM avec la résolution atomique. Nous montrons que les lignes de silicium couvertes d argent présentent une résistance différentielle négative. En dépôt épais, l argent s organise en clusters métalliques sur la surface c(4x2). La réponse en émission de photon est gouvernée par les variations de plasmons localisés.Nous montrons en spectroscopie de photoélectrons qu une surface (3x2) préoxydée peut être métallisée par dépôt d hydrogène atomique.Enfin, une étude en spectroscopie de photoélectrons sur les surfaces terminées carbone montre que ces surfaces étaient moins réactives à l oxygène que les surfaces terminées silicium.We study clean, silver covered, hydrogenated and oxidized b-SiC(001) by scanning tunnelling microscopy (STM), STM induced light, photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation and grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD).We determine the atomic structure of the silicon terminated b-SiC(001)-(5x2) reconstructed surface and deduce the structure of the Si atomic line.The various b-SiC(001) reconstructed surfaces are probed by STM induced light and exhibit different behaviour. The Si-rich (3x2) and C-terminated c(2x2) surfaces are destroyed by the tunnelling conditions (high current and high voltage), while the c(4x2) remains stable.We obtained topographic and photon atom-resolved images simultaneously in topography and photon emission for the (3x2), c(4x2) and silicon atomic lines. The contrasts in photon emission are interpreted as surface state variations. The atomic resolution in photon emission is also obtained with b-SiC(001)-(2x3)/Ag. We show that the silver covered Si atomic line presents differential negative resistance. For thick silver coverage on c(4x2), silver is organized in clusters, here the contrasts in photon emission are interpreted as localised plasmons variations.We show by photoelectron spectroscopy that pre oxidized (3x2) surface can be metallized upon atomic hydrogen exposure. Finally, the C-terminated surfaces are found to be much less reactive than Si-terminated surfaces towards oxygen.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Structure, métallisation et passivation de la surface (001) du carbure de silicium cubique bêta-SiC (ordre atomique à haute température, effets du deutérium, de l'indium et de l'azote)

Résumé françaisRésumé anglaisORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

OXYDATION A L'ECHELLE ATOMIQUE DE LA SURFACE (0001)-(3x3) DU SIC HEXAGONAL (alpha), ET FORMATION / CONTROLE DE L'INTERFACE SIO 2/ alpha-SIC

ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

PROPRIETES ET CONTROLE A L'ECHELLE ATOMIQUE DU CARBURE DE SILICIUM CUBIQUE (RECONSTRUCTIONS DE SURFACE ET NANOSTRUCTURES UNIDIMENSIONNELLES DE SI ET DE C)

ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF