Thèse soutenue

Etude des propriétés de nouveaux systèmes 2D à base de matériaux Chalcogènes élaborés par voie chimique sur des substrats métalliques et semi-conducteurs
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Meryem Bouaziz
Direction : Azzedine BendounanRym MlikaHafsa Korri-Youssoufi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 17/03/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec Université de Monastir (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Synchrotron SOLEIL - Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - Laboratoire des interfaces et des matériaux avancés (LIMA, Monastir, Tunisie)
référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Marino Marsi
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Jacques Gallet, Mohamed Ellouze, Fredj Hassen
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Gallet, Mohamed Ellouze

Résumé

FR  |  
EN

Depuis la découverte du graphène, le nombre de matériaux bidimensionnels (2D) découverts n'a cessé de croître. Chaque nouveau matériau 2D a démontré des propriétés physiques particulières qui offrent une grande flexibilité dans leur adaptation aux applications de haute technologie. On s'intéresse en particulier à la famille des métaux de transition dichalcogènes (TMDCs), qui combine un métal de transition (M) et un élément chalcogène (X), avec généralement une stœchiométrie MX₂. La grande diversité des matériaux de cette famille en fait des sujets de recherche permanents, allant de la synthèse et la caractérisation expérimentale jusqu’à la simulation et la modélisation théorique. En effet, les propriétés des matériaux TMDCs changent en fonction du métal de transition, de l'élément chalcogène et aussi de la méthode de préparation. Dans cette thèse, je présente une nouvelle approche basée sur une préparation chimique permettant la formation de différentes formes de matériaux à base de chalcogènes qui dépend du substrat : dichalcogénure de métal de transition PtSe₂ sur Pt(111), des couches d'alliage 2D Cu-Te sur Cu(111) et sur Cu(110), ainsi qu’une monocouche de tellurène 2D sur Au(111) et sur Au(110). La méthode d'épitaxie par jet moléculaire (MBE) est également utilisée pour produire certains de ces matériaux avec l'avantage d'un contrôle précis de l'épaisseur du film. Pour sonder leurs propriétés, j'ai bénéficié du rayonnement hautement brillant du Synchrotron SOLEIL sur la ligne de lumière TEMPO et j'ai utilisé diverses techniques d'ultravide, telles que la spectroscopie des photoélectrons des rayons X (XPS), la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), la microscopie à effet tunnel (STM) et la diffraction d'électrons à basse énergie (LEED). Dans ce travail, j'ai révélé des propriétés structurelles et électroniques très intéressantes des matériaux PtSe₂, Cu-Te et tellurène. Plus important encore, j'ai démontré pour la première fois que ces matériaux hébergent des systèmes de gaz d'électrons 2D, ce qui les rend très prometteurs pour des applications dans l'industrie des nanotechnologies.