Microscope à effet tunnel, Onde de densité de charge, VSe2, VTe2 monocouche, MoS2

Cette thèse se concentre sur l'étude par microscope à effet tunnel ( STM ) des propriétés électroniques de trois matériaux appartenant à la famille des métaux de transition dichalcogénures ( TMD ) et leur modulation à l'aide de différentes techniques de dopages et de champs proche. Deux d'entre eux sont des matériaux à onde de densité de charge ( CDW ), qui est une instabilité résultant d'un couplage électron-phonon, amenant la maille atomique et les états électroniques à présenter une nouvelle périodicité déterminée par un phonon d'énergie nulle appelé "phonon mou". Cela donne lieu a priori à une transition métal - isolant dans le matériau. Cependant, le mécanisme à 2 dimension reste encore largement incompris et reste l'objet de nombreuses études. Le STM sous ultra vide et à basse température est particulièrement adapté à l'étude des propriétés électroniques des matériaux de basse dimension. En effet les études réalisées en STM de ces TMD donnent accès à la Densité d'états locale ( LDOS ), et aussi à la topographie de la CDW aussi bien que des défauts. Cela permet in fine de visualiser les effets des différent dopages à une échelle nanométrique. Le premier matériau étudié dans cette thèse est le VSe2. Dans nos travaux, nous montrons que sa CDW dont la périodicité est 4x4 pour le monocristal volumique, peut être transformée localement en celle de sa monocouche grâce à un découplage entre les couches sous l'action de l'intercalation du sodium. Des effets de bords sont également observés à l'interface entre la zone intercalée et la zone non intercalée. Des calculs DFT permettent d'élucider la structure électronique du matériau et le lien entre l'effet d'intercalation et les états de la monocouche du VSe2. La comparaison expérimentale de l'effet du dépôt de divers alcalins montre que le cas du sodium est unique, les autres alcalins ne s'intercalant pas dans le VSe2. Une autre étude de ce matériaux a été réalisée et permet aussi de mieux comprendre ses propriétés électroniques intrinsèque en étudiant les défauts induits par un dopage au plasma azote. Le deuxième matériau étudié est la monocouche de VTe2, dont la périodicité de la CDW peut être localement modifiée avec la pointe du STM. En l'absence de défaut, la CDW originale de la monocouche est en 4x4, mais l'excitation locale par la pointe STM peut la faire basculer localement en domaines de périodicité 4x1 avec trois orientations différentes. L'étude grâce au courant tunnel de cette transition permet de sonder la physique sous jacente de la CDW dans ce système. Enfin, le dernier matériaux étudié est le MoS2, semiconducteur très prisé pour les nanodispositifs. L'observation de LDOS très disparate permet de s'interroger sur le dopage intrinsèque et local du MoS2 qui est loin d'être une question triviale. Ensuite son dopage au plasma d'azote crée de nouveaux défauts dopant localement en trous. Leur caractérisation révèle la création d'états dans le gap. L'études de ces systèmes contribue à la compréhension globale de la physique intervenant dans les matériaux 2D.