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Nouveau matériau 2D

Présentation

Ce projet commence par un travail bibliographique relatif aux nouveaux matériaux bidimensionnels, faisant suite à une présentation orale de cadrage. En fonction de ses lectures, l’étudiant choisit l’étude expérimentale d’un système bidimensionnel particulier. Une seconde rencontre avec l’enseignant permet de valider le projet, ou bien de le faire évoluer en adéquation avec l’offre matérielle proposée sur le site.

 

La réalisation expérimentale d’un système connecté se déroule en trois étapes:

 

- Exfoliation mécanique d’un matériau tridimensionnel et dépôt localisé de flocons 2D sur un substrat adapté. Observation et caractérisation au microscope optique.

 

- Adressage électrique par lithographie électronique et lift-off (création de micro-électrodes).

 

- Découpe et montage du dispositif sur un porte-substrat adapté.

 

Les étudiants effectueront des caractérisations au microscope optique et à force atomique de leurs dispositifs, avant de mesurer leurs propriétés électroniques à basse température et sous champ magnétique.

 

Organisation :

 

Les projets seront réalisés par groupe de 2 ou 3 étudiants.

Lors des séances de travaux pratiques (fabrication et mesure du dispositif), les étudiants sont guidés activement par un enseignant

Objectifs

A la fin de ce module, l’étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts):

 

- les principales propriétés des nouveaux matériaux bidimensionnels tels que le graphène ou les dichalcogénures de métaux de transition.

 

- les techniques de fabrication issues de l’exfoliation mécanique d’un matériau mère et la manipulation de ces objets à l’échelle micrométrique.

 

- les concepts et les pratiques expérimentales visant l’adressage électrique de ces matériaux par lithographie électronique.

 

- les propriétés électroniques de ces matériaux, ainsi que leur potentiel dans des applications futures.

 

L’étudiant devra être capable de :

 

- produire un dispositif expérimental connecté avec un matériau bidimensionnel.

 

- mesurer les propriétés électroniques du dispositif créé

 

- discuter les résultats expérimentaux et proposer des améliorations

Pré-requis

Master 1 de Physique générale ou appliquée, de Chimie ou de Sciences des Matériaux ou équivalent

Evaluation

L'évaluation des acquis d'apprentissage est réalisée en continu tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs...

Bibliographie

Les Nanosciences, Tome 1 et 2, Dunod