Physico-chimie et dynamique des surfaces – Matériaux 2D – Hétérostructures de Van der Waals de dimensionalité mixte

Equipe

• Membres permanents : Emmanuel Lhuillier, Yoann Prado, Hervé Cruguel

Au-delà de l’assemblage du graphène et des dichalcogénures de métaux de transition (TMDC) dans un empilement de matériau 2D, un avantage évident des matériaux 2D atomiquement fins est leur capacité à être fonctionnalisé par des molécules et des nanoparticules pour former ce que l’on appelle  une hétérostructure de Van der Waals.

Ici, nous explorons le couplage de matériaux 2D tels que le graphène et le TMDC avec des nanocristaux à faible bande interdite pour concevoir un système optiquement actif dans l’infrarouge. Alors que la plupart des efforts pour l’utilisation de matériaux 2D reposaient sur la mobilité élevée des matériaux 2D, ils offrent aussi de nombreuses possibilités telles que la transparence optique, l’accordabilité du travail de sortie et la transparence au champ électrique induit par une grille.

Par exemple, nous avons conçu un phototransistor combinant une grille superionique en LaF₃, fonctionnalisée par du graphène sous forme d’électrodes au travail de sorte ajustable et finalement fonctionalisé par de nanocristaux de HgTe absorbant dabs l’infrarouge. Nous avons montré que les électrodes en graphène permettent un nouveau mode de fonctionnement par rapport aux électrodes métalliques. Le graphène permet de former une jonction pn qui favorise la dissociation des charges dans la couche absorbante.

Légende : schéma de gauche de la figure d’une hétérostructure hybride de graphène HgTe. Diagramme de phase à droite de l’hétérostructure hybride révélant la formation d’une jonction pn.

Collaborations