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Séance de cours

Applications électroniques activées par des matériaux bidimensionnels

Description

Cette séance de cours explore le potentiel des matériaux bidimensionnels (2DM) pour les applications électroniques, en abordant les questions et en offrant des perspectives techniques. Parmi les sujets abordés, mentionnons l'histoire des 2DM, les propriétés du graphène et les défis auxquels la technologie est confrontée. La séance de cours couvre également les motivations pour l'utilisation des 2DM, telles que leur haute performance et leur flexibilité, et leur rôle dans la facilitation de l'électronique portable et des appareils IoT. L'instructeur présente les résultats récents de la recherche et discute de l'avenir des applications électroniques activées par les 2DM.

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Concepts associés (31)

Graphène

Le graphène est un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone dont l'empilement constitue le graphite. Cette définition théorique est donnée par le physicien en 1947. Par la suite, le travail de différents groupes de recherche permettra de se rendre compte que la structure du graphène tout comme ses propriétés ne sont pas uniques et dépendent de sa synthèse/extraction (détaillée dans la section Production).

Bilayer graphene

Bilayer graphene is a material consisting of two layers of graphene. One of the first reports of bilayer graphene was in the seminal 2004 Science paper by Geim and colleagues, in which they described devices "which contained just one, two, or three atomic layers" Bilayer graphene can exist in the AB, or Bernal-stacked form, where half of the atoms lie directly over the center of a hexagon in the lower graphene sheet, and half of the atoms lie over an atom, or, less commonly, in the AA form, in which the layers are exactly aligned.

Graphene nanoribbon

Graphene nanoribbons (GNRs, also called nano-graphene ribbons or nano-graphite ribbons) are strips of graphene with width less than 100 nm. Graphene ribbons were introduced as a theoretical model by Mitsutaka Fujita and coauthors to examine the edge and nanoscale size effect in graphene. Large quantities of width-controlled GNRs can be produced via graphite nanotomy, where applying a sharp diamond knife on graphite produces graphite nanoblocks, which can then be exfoliated to produce GNRs as shown by Vikas Berry.

Matériau bidimensionnel

Un matériau bidimensionnel, parfois appelé matériau monocouche ou matériau 2D, est un matériau constitué d'une seule couche d'atomes ou de molécules. Depuis l'isolement du graphène (une seule couche de graphite) en 2004, beaucoup de recherches ont été réalisées pour isoler d'autres matériaux bidimensionnels en raison de leurs caractéristiques inhabituelles et pour une potentielle utilisation dans des applications telles que le photovoltaïque, les semi-conducteurs et la purification de l'eau.

Potential applications of graphene

Potential graphene applications include lightweight, thin, and flexible electric/photonics circuits, solar cells, and various medical, chemical and industrial processes enhanced or enabled by the use of new graphene materials. In 2008, graphene produced by exfoliation was one of the most expensive materials on Earth, with a sample the area of a cross section of a human hair costing more than

1,000 as of April 2008 (about

100,000,000/cm2). Since then, exfoliation procedures have been scaled up, and now companies sell graphene in large quantities.

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Dissipation de chaleur dans les transistors à effet de champ

Explore les défis de dissipation thermique dans les transistors à effet de champ et le potentiel du MOS2 et du graphène pour les appareils électroniques.

Ultrafast Carrier et Spin Dynamics dans les semi-conducteurs 2D

Examine la dynamique de transmission et de spin ultrarapide dans les semi-conducteurs 2D et leurs hétérostructures, explorant des réponses optiques uniques et des applications nouvelles.

Spectroscopie : propriétés et techniques électroniques

Explore les techniques de spectroscopie d'énergie comme XPS et UPS, la spectroscopie Auger, la sensibilité de surface et la structure de bande de graphène.

Graphène : Propriétés quantiques et nanoribbons

Explore la conductance quantique du graphène, ses propriétés électroniques spéciales, sa fabrication et ses effets de bord.

Introduction aux matériaux 2D

Présente les matériaux 2D, les FET, l'optoélectronique, les concepts post-CMOS et l'impact historique de la loi de Moore sur les dispositifs semi-conducteurs.

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Graphène

Bilayer graphene

Graphene nanoribbon

Matériau bidimensionnel

Potential applications of graphene

1,000 as of April 2008 (about

100,000,000/cm2). Since then, exfoliation procedures have been scaled up, and now companies sell graphene in large quantities.

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