Synthèse et propriétés de boites quantiques et de nanomesh de graphène

par Julien Lavie

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Stéphane Campidelli.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec NIMBE - Nanosciences et Innovation pour les Matériaux la Biomédecine et l'Énergie (laboratoire) , Laboratoire Innovation en Chimie de Surface Et Nanosciences (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Ce projet vise à fabriquer par synthèse chimique des nanoparticules de graphène et des motifs graphéniques contenant un réseau périodique de trous (Nanomesh), et à étudier leurs propriétés physiques. Cette approche 'bottom-up' permet de contrôler à l'atome près la structure des matériaux. La modification des propriétés du graphène, dont l'ouverture d'une bande interdite par nanostructuration, est un véritable enjeu pour la physique et ses applications. La voie que nous proposons, grâce au contrôle de la taille, de la polydispersité et du dopage d'objets confectionnés 'sur mesure', constituera une rupture par rapport aux voies conventionnelles 'top-down' qui produisent des objets dominés par les effets de bord et de défauts. Associant chimistes et physiciens, le projet a pour ambition de créer une filière d'élaboration de dérivés de graphène très contrôlés, aux propriétés optiques et électroniques directement comparables aux prédictions théoriques, et qui seront étudiées de façon approfondie.

  • Titre traduit

    Graphene Quantum dots and Nanomeshes


  • Résumé

    This project aims to fabricate graphene nanoparticles and graphene nanomeshes (regular arrays of holes in a graphene sheet) by chemical synthesis, and to study their physical properties. This bottom-up approach allows controlling at the atomic level the structure of the materials. The manipulation of the electronic properties of graphene, and in particular the bandgap opening by nano-patterning, is a crucial issue for both physics and applications. Thanks to the excellent control of the size, the polydispersity and the doping of nano-objects made by chemical synthesis, this approach will be a breakthrough with regard to the conventional top-down approaches that produce objects dominated by edge effects and defects. By integrating chemists and physicists, the project ambitions to create a novel way of engineering graphene materials exhibiting tailor-made optical and electronic properties directly comparable to theoretical predictions and that will be thoroughly studied.