Dans cette thèse, j’étudie le transport électronique de fermions de Dirac relativistes dans les jonctions p-n en graphène. Ces jonctions, fabriquées avec la technique de l’assemblage van-der-Waals, sont formées par l’encapsulation d’un flocon de graphène entre deux cristaux fins de nitrure de bore hexagonal. Deux grilles électrostatiques indépendantes, en silicium fortement dopé et en graphite, permettent de contrôler la densité des porteurs de charge dans les deux régions de la jonction, pouvant ainsi fonctionner dans le régime unipolaire (n-n’ et p-p’) ou bipolaire (n-p et p-n). Si dans le cas unipolaire il est possible de caractériser l’influence de l’interface pour un flux balistique de porteurs, dans le cas bipolaire les ondes électroniques sont sujettes à une réfraction négative, les porteurs de charge passant rapidement de la bande de conduction à la bande de valence. Le courant transmis par la jonction génère un point focal de haute densité obéissant à une loi effective de Snell-Descartes pour les fermions de Dirac. La réfraction négative est le mécanisme à la base de la lentille de Veselago. Par ailleurs, les jonctions fabriquées intègrent une série de caractéristiques essentielles pour concevoir des dispositifs d’optique électronique, comme des collimateurs d’électrons bidimensionnels, des bords sans réflexion dotés d’absorbeurs, et une grille en graphite pour une définition précise de l’interface électrostatique.Afin de visualiser le flux du courant dans les jonctions p-n, j’ai employé un microscope à balayage de grille locale (SGM). Cette méthode repose sur l’utilisation d’un microscope à force atomique (AFM) cryogénique, avec une pointe polarisée électriquement et balayée à hauteur fixe par rapport à la surface d’un dispositif, induisant un changement de potentiel à l’échelle locale. Des mesures de conductance électrique du dispositif pendant le balayage de la pointe donnent accès aux informations spatiales sur le transport des électrons. Dans le cas des jonctions p-n en graphène, la perturbation électrostatique locale induite par la pointe modifie le flux d’électrons et génère des cartes spatiales du courant transmis avec un contraste élevé au voisinage de l’interface p-n. J’ai observé des signatures de focalisation de type Veselago, en bon accord quantitatif avec la théorie. Les cartes SGM du courant réfléchi montrent une série de caractéristiques intéressantes qui pourraient être attribuées à l’effet tunnel de Klein, favorisée par l’action électrostatique de la pointe. Afin de mieux comprendre l’effet du potentiel de la pointe sur les trajectoires des électrons, j’ai développé des simulations ray-tracing dans un contexte semi-classique, et je les ai comparées aux données expérimentales.La seconde partie de ma thèse est consacrée à des expériences SGM visant à imager la rétrodiffusion entre les états de bords chiraux de l’effet Hall quantique, dans des dispositifs en graphène de haute mobilité. En contrôlant le confinement électrostatique des états de bords à l’aide d’une grille latérale en graphite, j’ai pu identifier une série d’anneaux concentriques typiques du transport d’un électron unique au travers d’un état localisé. La mesure du diagramme de stabilité en fonction de la tension source-drain, en plaçant la pointe à proximité de ces anneaux, met en évidence le rôle clé du blocage de Coulomb dans le processus de percolation entre les canaux de bords de l’effet Hall quantique en présence d’un potentiel désordonné.