Cu2Ge : un nouveau semi-métal topologique 2D

Parmi de nombreux systèmes métal/semiconducteur, les alliages cuivre/germanium ont été étudiés dès les années 1990 afin de comprendre les mécanismes de formation de barrières Schottky, à la base des diodes du même nom. Ce système, tombé en désuétude depuis, a trouvé récemment un regain d’intérêt grâce à des calculs DFT (théorie de la fonctionnelle de la densité), prédisant pour l’alliage bi-dimensionnel (2D) Cu₂Ge une structure de bande présentant une intersection 1D des bandes de valence et de conduction, caractéristique d’un semi-métal topologique dit à ligne nodale de Dirac. Des membres de l’équipe Spectroscopie des nouveaux états quantiques de l’INSP montrent pour la première fois expérimentalement qu’il est possible de synthétiser Cu₂Ge sur un cristal de cuivre et que sa structure électronique présente les caractéristiques attendues dans le cas purement 2D. Ses propriétés font de cet alliage un bon candidat pour des applications en électronique haute fréquence mais aussi un système idéal pour l’étude des propriétés exotiques qui peuvent émerger dans les matériaux à lignes nodales.

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Légende :

a) Structure atomique de Cu₂Ge. b) Structure de bande calculée par DFT. c) Spectre ARPES mesuré dans la direction r-K . Seule la bande α est visible dans ces conditions d’énergie de photons et de polarisation.

Référence

Synthesis and characterisation of Cu₂Ge, a new two-dimensional Dirac nodal line semimetal

Cameau, Mathis; Olszowska, Natalia; Rosmus, Marcin; Silly, Mathieu G.; Cren, Tristan; Malecot, Axel; David, Pascal; D’angelo, Marie

2D Materials, 11 035023 (2024)

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Marie D’angelo : dangelo(at)insp.jussieu.fr