Hétérostructures de van der Waals suspendues : de la spectroscopie optique à l’opto-électro-mécanique
Auteur / Autrice : | Loïc Moczko |
Direction : | Stéphane Berciaud |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Nanophysique |
Date : | Soutenance le 29/03/2023 |
Etablissement(s) : | Strasbourg |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) |
Jury : | Président / Présidente : Ivan Favero |
Examinateurs / Examinatrices : Valia Voliotis, Mircea-Vasile Rastei, Ludger Wirtz | |
Rapporteur / Rapporteuse : Antoine Reserbat-Plantey, Fabian Cadiz |
Mots clés
Résumé
Dans cette thèse, nous présentons une étude des propriétés physiques de matériaux bidimensionnels et d’hétérostructures de van der Waals en combinant des techniques de spectroscopie optique et de nanomécanique. En premier lieu, nous nous intéressons à l’influence de l’environnement sur la réponse optique de matériaux bidimensionnels. Nous étudions la réponse en photoluminescence et le spectre Raman de monocouches de dichalcogénures de métaux de transition (TMD) suspendues et soumises à une forte excitation laser. Nos résultats mettent en évidence la formation d’une phase dense d’électrons et de trous sur une monocouche de disulfurede molybdène (MoS2) ainsi qu’une forte conversion d’excitons en trions sur une monocouche de disulfure de tungstène (WS2). Le cas de monocouches de graphène est étudié en analysant l’évolution des fréquences des phonons optiques, obtenues par micro-spectroscopie Raman, en fonction de l’environnement diélectrique. Cette étude démontre que la sensibilité d’un mode de phonon du graphène vis-à-vis de l’écrantage diélectrique dépend de sa symétrie. Enfin, nous démontrons sur un nano-résonateur mécanique en forme de tambour dont la membrane vibrante est constituée d’une hétérostructure de van der Waals, qu’il est possible de modifier et contrôler électro-mécaniquement la réponse optique de l’hétérostructure utilisée. Ce travail montre que l’architecture en nanotambours permet d’appliquer une contrainte ajustable tout en modifiant le niveau de dopage et ouvre la voie vers le développement de dispositifs opto-électro-mécaniques dont les caractéristiques sont contrôlables avec une grande précision.