We report on optical reflectivity experiments performed on Cd3As2 over a broad range of photonenergies and magnetic fields. The observed response clearly indicates the presence of 3D massless charge carriers. The specific cyclotron resonance absorption in the quantum limit implies that weare probing massless Kane electrons rather than symmetry-protected 3D Dirac particles. The latter may appear at a smaller energy scale and are not directly observed in our infrared experiments.

La Spectroscopie Raman du Graphène: Une approche expérimentale

Counting graphene layers: from lab to standard

Raman spectroscopy (RS) of graphene and related materials (GRM) is being considered as a fast, versatile, powerful and non-destructive characterization technique. RS is indeed sensitive to the number of layers, their stacking order, the defects nature and density, doping and strain. This wealth of information should make RS the ideal “turnkey” experiment for routine characterization purposes.[1] However, graphene/multi-layer graphene Raman bands lineshapes also depend on the uniformity across the probed area (strain, doping, numer of layers…) and on the substrate (optical interference effects, dielectric screening…). An accurate interpretation of Raman spectra becomes then very complex and deserves the combined use of complementary diagnosis. In this talk, we focus only on single-layer graphene and present how RS can be used to separate and estimate strain and doping in graphene. Indeed, it was shown that the correlation analysis of the Raman G and 2D bands of graphene can be used to optically separate the effects of strain and charges and quantify them.[2] Here, using an optical doping technique,[3] we extract and discuss the relative dependencies of the G, 2D and 2D’ bands frequencies as a function of strain and at zero doping. We further highlight the advantages of using the 2D’ instead of the 2D. Finally, based on an example where a sharp gradient of charges concentration is present in the sample, we discuss the impact on Raman signatures of charges heterogeneities with a characteristic length scale smaller than the laser spot size.[1] A.C. Ferrari, D.M. Basko, Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene, Nat. Nano., 8, 235 (2013).[2] Ji Eun Lee, Gwanghyun Ahn, Jihye Shim, Young Sik Lee, Sunmin Ryu, Optical separation of mechanical strain from charge doping in graphene, Nat. Comm. 3, 1024 (2012).[3] A. Tiberj, M. Rubio-Roy, M. Paillet, J.-R. Huntzinger, P. Landois, M. Mikolasek, S. Contreras, J.-L. Sauvajol, E. Dujardin, A.-A. Zahab Reversible optical doping of graphene Scientific Reports 3, 2355 (2013).

Dans le domaine des mesures UltraSonores (US) en milieux hostiles, il existe un besoin de sondes acoustiques capables de fonctionner en continu à des températures pouvant atteindre les 700°C. Actuellement, aucune sonde commerciale ne répond à ce besoin. L'objectif du travail se focalise en partie sur la réalisation et la caractérisation d'une partie primordiale de la sonde ultrasonore : la face arrière (dos des sondes ou backing). La réalisation de sondes US dédiées aux mesures non destructives en milieux hostiles impose de trouver des matériaux et des procédés de fabrication et d'assemblage adéquats. Les dos sont généralement réalisés par l'adjonction de poudre métallique dans une matrice de polymère. Cette dernière limite le fonctionnement en température. Une des solutions envisagée est d'utiliser des composites particulaires obtenus à partir de poudres métalliques pressées uni-axialement à chaud. Ce type de matériaux étant intrinsèquement résistant aux températures élevées. Pour établir le protocole de fabrication, on a réalisé la matrice avec de l'étain (pour sa grande ductilité) et les diffuseurs avec des inclusions de tungstène. Nous avons étudié l'influence de la température, de la force de pressage et son temps de maintien, sur la densification et la tenue mécanique de pastilles d'étain pur. Les matériaux composites sont caractérisés par spectroscopie ultrasonore. La fraction volumique et le diamètre des sphères de tungstène permettent de contrôler finement les propriétés acoustiques. La réalisation de dos à partir d'étain a montré la possibilité d'utiliser des composites particulaires métallique comme dos de sondes US dédiées aux mesures à haute température. L'utilisation d'autres métaux comme le nickel permettra d'augmenter la température d'utilisation limitée dans le cadre de l'étain à 230 °C.