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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0735

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique du solide, surfaces et interfaces / Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Etude des propriétés électroniques de nanomatériaux semiconducteurs bidimensionnels

RÉSUMÉ DU SUJET

Les matériaux bidimensionnels (graphène, phosphorène, monocouches atomiques de BN, etc.), c’est-à-dire dont l'épaisseur est de dimension atomique, font l'objet de très nombreuses études depuis 2004. Parmi eux, les matériaux 2D semiconducteurs comme les monocouches de dichalcogénures de métaux de transition (MoS2, MoSe2, WS2…) présentent un fort potentiel pour d'éventuelles applications dans les domaines de l'électronique et de l'optique ou dans le domaine des nouveaux matériaux pour l'énergie (le MoS2 est par exemple un excellent catalyseur pour la production d'hydrogène). Ces matériaux peuvent exister à l'état naturel et/ou être synthétisés en laboratoire, notamment par CVD (chemical vapor deposition). Dans les deux cas, les matériaux 2D présentent des inhomogénéités (bords, défauts, plis, lacunes, double-couches, etc.). Or à cette échelle, ces défauts peuvent impacter de façon drastique les propriétés (la mobilité des charges, le rendement de luminescence, l'efficacité catalytique, etc.). Il est donc important d'étudier ces propriétés par des techniques locales permettant de comprendre le rôle de ces inhomogénéités et d'en diminuer ou d'en maximiser l'impact suivant les cas. Dans ce contexte, le laboratoire LICSEN de l'UMR NIMBE synthétise du MoS2 monocouche et en étudie les propriétés électroniques au sein de dispositifs de type transistors à effet de champ ainsi que les propriétés électro-catalytiques par électrochimie. Dans ce projet de thèse, réalisé en étroite collaboration avec d'autres partenaires académiques, nous souhaitons développer de nouvelles méthodes pour l'étude des propriétés locales de ces semiconducteurs ultra-minces en utilisant notamment la microscopie à fort contraste sur couches antireflets [1,2] et des techniques de microscopie en champ-proche (EFM, KPFM) couplant observations et mesures électriques.

[1] Campidelli et al., Backside absorbing layer microscopy: Watching graphene chemistry, Science Advances 3, e1601724 (2017).

[2] Jaouen et al., Ideal optical contrast for 2D materials observation using antireflection absorbing substrates, soumis

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

M2 Nanosciences

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie
Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Vincent DERYCKE  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
DRF-IRAMIS/NIMBE Bât.125
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette Cedex

Téléphone : +33 1 69 08 55 65

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
DIRECTEUR DE THÈSE

Vincent DERYCKE

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
DRF-IRAMIS/NIMBE Bât.125
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette Cedex