Hétéro-structures de van der Waals de dimension mixte : nanographenes @matériaux 2D – MIDI

Le projet MIDI vise à étudier des hétéro-structures de van der Waals constituées de nano-graphènes empilés sur ou entre des matériaux 2D (h-BN, dichalcogénures de métaux de transition) qui fournissent des interfaces parfaites à l'échelle atomique pour améliorer les propriétés optiques d'émetteurs quantiques des nano-carbones. Le projet vise à la fois l'amélioration des propriétés de cohérence d'émetteurs uniques intégrés dans des matériaux à large bande interdite (hBN) ou la création de nouveaux états excités comme les excitons inter-couches dans le cas d'un schéma d'alignement de bandes de type II avec des encapsulants semi-conducteurs (TMDs). L'originalité du MIDI par rapport aux hétéro-structures 2D largement étudiées réside dans la flexibilité supplémentaire fournie par le confinement quantique latéral réglable grâce à la maitrise de la taille et de la forme des nano-carbones obtenus par synthèse chimique. MIDI s'appuie sur des résultats préliminaires conséquents tant dans nos équipes que dans la littérature. MIDI vise à faire progresser la synthèse bottom up du nanographène par chimie organique, permettant un contrôle atomiquement précis des structures. Des approches d'évaporation ou de spin coating seront mises oeuvre pour fabriquer les empilements van der Waals contenant le nanographène, soit déposé à la surface, soit intégré dans l'empilement. Les propriétés électroniques seront étudiées par spectroscopie en champ proche dans un microscope à effet tunnel cryogénique pour inspecter l'électro/photoluminescence avec une résolution inférieure au nm. Le troisième objectif du MIDI est de sonder et d'améliorer les propriétés optiques de l'hétérostructure à dimensionnalité mixte à l'aide de techniques de micro-photoluminescence cryogéniques au niveau d'un nano-objet unique, en mettant l'accent sur les signatures d'une cohérence quantique améliorée, d'effets à N corps et d'effets collectifs lorsque plusieurs excitations sont créées dans le même nano-objet.