Propriétés vibrationnelles et optiques de matériaux 2D
Notre groupe a développé une expertise unique en termes de caractérisation du graphène et de multi-couches de graphène (MLG). Ce savoir-faire s’appuie sur des développements instrumentaux originaux réalisés par l’équipe (incluant la micro-réflectométrie spectrale) comme ceux ouvrant la possibilité de mesurer simultanément sur une même nanostructure individuelle 2D ses réponses Raman dans une large gamme spectrale, sa transmission et sa réflexion (Raman/R/T). Ces développements concernent aussi bien l’acquisition des données (en particulier en imagerie Raman), que leur traitement et leur interprétation.
Nous sommes impliqués dans les aspects métrologiques et de normalisation des matériaux 2D. Dans ce cadre, nous avons en particulier développé la norme internationale IEC TS 62607-6-12 :2024 qui établit une méthode standardisée pour déterminer une caractéristique clé des MLGs, à savoir le ‘’nombre de couches’’ de graphène. Nous participons également aux groupes de travail de pré-normalisation TWA 41 (Graphene and Related 2D Materials) et 42 (Raman Spectroscopy and Microscopy) du VAMAS principalement via des tests de comparaison inter-laboratoires.
Ces compétences sont également mises à profit dans le cadre de nombreuses collaborations et projets aussi bien internes au L2C qu’avec d’autres laboratoires (CRHEA, INAC, C2N, Néel, ONERA, Namur, Moscou, Hanoi…) et des industriels (Graphenea, Horiba, Photonis, Annealsys). Ces outils de caractérisation avancés ont par exemple été utilisés pour étudier la croissance du graphène par CVD (dépôt chimique en phase vapeur) sur cuivre ou par sublimation du SiC notamment en étroite collaboration avec le groupe TQNS du L2C et l’entreprise Annealsys, dans le cadre de la thèse de doctorat de T. Wang et au-delà, jusqu’à la croissance de MoS2 dernièrement [1,2].
Au-delà des aspects caractérisation de nanostructures 2D une part importante de nos activités concerne l’étude des propriétés physiques de différents nanostructures 2D : graphène, dichalcogénures de métaux de transitions (TMD), hétérostructures 2D (graphène/hBN/TMD) et celles de matériaux hybrides : molécules organiques déposées sur une nanostructure 2D (Collaboration C2N Marseille dans le cadre d’une ANR) [3].
[1] Beilstein J. Nanotechnol. Vol. 15,p.279–296 (2024).
[2] Physical Chemistry Chemical Physics (2024, accepted, in press)