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Séance de cours

Propriétés et applications du graphène

Dans cours

MICRO-530: Nanotechnology

This course gives the basics for understanding nanotechnology from an engineer's perspective: physical background, materials aspects and scaling laws, fabrication and imaging of nanoscale devices. ...

Description

Cette séance de cours couvre les propriétés du graphène, une nanostructure de carbone 2D, y compris sa résistance à la rupture, la mobilité des porteurs, la conductivité thermique et le coefficient d'absorption optique. Il discute également de la structure de la bande du graphène, de l'électronique du graphène et des phénomènes à l'échelle nanométrique tels que l'effet Quantum Hall et l'effet Casimir.

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Enseignant·e·s (2)

Jürgen Brugger

I am a Professor of Microengineering and co-affiliated to Materials Science. Before joining EPFL I was at the MESA Research Institute of Nanotechnology at the University of Twente in the Netherlands, at the IBM Zurich Research Laboratory, and at the Hitachi Central Research Laboratory, in Tokyo, Japan. I received a Master in Physical-Electronics and a PhD degree from Neuchâtel University, Switzerland. Research in my laboratory focuses on various aspects of MEMS and Nanotechnology. My group contributes to the field at the fundamental level as well as in technological development, as demonstrated by the start-ups that spun off from the lab. In our research, key competences are in micro/nanofabrication, additive micro-manufacturing, new materials for MEMS, increasingly for wearable and biomedical applications. Together with my students and colleagues we published over 200 peer-refereed papers and I had the pleasure to supervise over 25 PhD students. Former students and postdocs have been successful in receiving awards and starting their own scientific careers. I am honoured for the appointment in 2016 as Fellow of the IEEE “For contributions to micro and nano manufacturing technology”. In 2017 my lab was awarded an ERC AdvG in the field of advanced micro-manufacturing.

Giovanni Boero

Source officielle

Concepts associés (32)

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).

Théorie des bandes

redresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants liée à la théorie des bandes En physique de l'état solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des bandes d'énergie interdites (ou bandes interdites).

Nanotube de carbone

thumb|Représentation d'un nanotube de carbone. (cliquer pour voir l'animation tridimensionnelle). thumb|Un nanotube de carbone monofeuillet. thumb|Extrémité d'un nanotube, vue au microscope électronique. Les nanotubes de carbone (en anglais, carbon nanotube ou CNT) sont une forme allotropique du carbone appartenant à la famille des fullerènes. Ils sont composés d'un ou plusieurs feuillets d'atomes de carbone enroulés sur eux-mêmes formant un tube. Le tube peut être fermé ou non à ses extrémités par une demi-sphère.

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.

Effet Hall quantique entier

L'effet Hall quantique entier est une version en mécanique quantique de l'effet Hall mise en évidence en 1980 par le physicien allemand Klaus von Klitzing. Cette découverte a eu d'importantes applications dans le développement des semi-conducteurs et en métrologie, notamment dans la détermination de la constante de structure fine.

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Séances de cours associées (31)

Graphène : Propriétés quantiques et nanoribbons

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

Moiré Flatland: Graphene et Bilayer Twisted Graphene

Explore les propriétés du graphène et du graphène bicouche tordu, y compris le phénomène de l'angle magique et la supraconductivité non conventionnelle.

Localisation des électrons dans les couches de matériaux 2D empilées de façon incommensurable

Explore la localisation des électrons dans des matériaux 2D empilés incommensurablement, y compris le graphène bicouche tordu et les dichalcogénides métalliques de transition.

Nanostructures de carbone: propriétés et applications

Explore les propriétés et les applications des nanostructures de carbone, y compris le graphène et les nanotubes de carbone, en mettant l'accent sur leurs caractéristiques uniques et leurs diverses utilisations.

Matériaux semi-conducteurs et nanostructures

Couvre l'histoire des matériaux semi-conducteurs, la structure de la bande, les porteurs de charge, le dopage, le transport électronique, les propriétés optiques et les applications.

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Concepts associés (32)

Graphène

Théorie des bandes

Nanotube de carbone

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.

Effet Hall quantique entier

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