Boites quantiques et Nanorubans de Graphene pour l'optique – GRANAO

Le projet Boites quantiques et Nanorubans de Graphene pour l'optique (Graphene quantum dots and nanoribbons for advanced optics : GRANAO) est consacré au développement de la synthèse chimique de nouvelles structures de boites quantiques (GQDs) et de nanorubans de graphène (GNRs), ainsi qu'à leur caractérisation optique détaillée. La chimie sera guidée par l’ingénierie des propriétés optiques et électroniques. Les propriétés de ces nanoobjets de graphène seront étudiées à l'échelle de l'objet individuel. Pour ce faire, le projet GRANAO rassemble deux groupes de chimistes et un groupe de physiciens. Le principal objectif sera de synthétiser de nouvelles structures de GQDs et GNRs avec des propriétés électronique et optiques originales, ainsi que d'établir le lien entre ces propriétés et leur structure. Les enjeux du domaine sont de pouvoir faire tendre le gap de ces structures vers l'infrarouge et de pouvoir leur ajouter de nouvelles fonctions. Pour ce faire, nous proposons de synthétiser des GQDs avec une forme originale ainsi que d'utiliser des porphyrines comme briques de base de la synthèse de nouvelles GQDs et de nouveaus GNRs.

La synthèse des GQDs et des GNRs se fera en étroite collaboration entre les deux partenaires chimistes allemands et français. Des expériences de spectroscopie à l'échelle de l'objet unique, GQD et GNR, et en fonction de la température permettront d'étudier les états quantiques à l'origine de l'émission de lumière ainsi que leur couplage aux vibrations. De même des outils d'optique quantique comme les mesures de corrélation d'intensité ou de résonance magnétique détectée optiquement seront utilisés pour étudier la physique du spin, comme par exemple le croisement intersystème entre état singulet et triplet. A plus long terme le projet GRANAO vise à la fabrication à la demande d'objets bien adaptés à une application donnée en optoélectronique, photonique ou encore pour le marquage biologique.