Soutenance de thèse de BOULET Ilan
Titre de thèse
Propriétés physiques des hétérostructures hybrides Quinones Zwitterioniques / Matériaux bidimensionnels
Physical properties of hybrid heterostructures Quinoidal Zwitterions / Bidimensional materials
Résumé de la thèse
Les hétérostructures hybrides, composées d'un empilement de matériaux 2D et de molécules organiques, sont des systèmes originaux, innovants et prometteurs pour des applications dans le domaine de l'électronique. En effet, le nombre de molécules organiques étant infinies, le nombre de combinaisons d'hétérostructures hybrides et de nouvelles propriétés associées le sont également. Parmi tous les nouveaux dispositifs déjà étudiés, nombreux visent des applications en électronique dans l'objectif de découvrir de nouveaux composants plus efficaces, moins chers à produire et plus écologiques. C'est dans cette philosophie que s'inscrit le travail de ce manuscrit, dans lequel nous proposons de nouveaux matériaux de type hétérostructures réalisées à partir de trois matériaux 2D (graphène, MoS2 et WSe2) et de quatre molécules de type quinone zwitterionique (QZ) possédant différents substituants. Le premier système étudié est une hétérostructure MoS2 / QZ-C4. En combinant des mesures de transport électroniques et des images de microscopie à force atomique, nous sommes parvenus à utiliser la sensibilité du MoS2 pour sonder les changements de phase de la couche organique déposée sur la surface. Par la suite, nous avons élargi notre étude à 12 systèmes également obtenus par combinaisons de matériaux 2D et de molécules QZ. En nous appuyant sur des mesures de transport électroniques, de spectroscopie Raman et de microscopie à force atomique, nous avons étudié et mesuré les transferts de charges qui se produisent entre les molécules et les matériaux 2D. Nous avons également investigué la morphologie des couches organiques sur les surfaces des différents matériaux 2D et mesuré les contraintes qu'elles exercent sur les matériaux bidimensionnels.
Thesis resume
Hybrid heterostructures, composed of a stack of 2D materials and organic molecules, are original, innovative and promising systems for applications in electronics. Indeed, as the number of organic molecules is infinite, so are the number of hybrid heterostructure combinations and associated new properties. Many of the new devices already being studied are aimed at applications in electronics, with the aim of discovering new components that are more efficient, cheaper to produce and more environmentally friendly. This is the philosophy behind the work in this manuscript, in which we propose new heterostructure materials based on three 2D materials (graphene, MoS2 and WSe2) and four zwitterionic quinone (QZ) molecules with different substituents. The first system studied is a MoS2 / QZ-C4 heterostructure. By combining electronic transport measurements and atomic force microscopy images, we were able to use the sensitivity of MoS2 to probe the phase changes of the organic layer deposited on the surface. Subsequently, we extended our study to 12 systems obtained by combining 2D materials / QZ molecules. Using electronic transport measurements, Raman spectroscopy and atomic force microscope imaging, we studied and measured the charge transfers occurring between the molecules and the 2D materials. We have also investigated the morphology of organic layers on the surfaces of the various 2D materials, and measured the stresses they exert on them.