Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Backside absorbing layer microscopy : a new tool for the investigation of 2D materials

Résumé : La microscopie optique sur substrats antireflets est un outil de caractérisation simple et puissant qui a notamment permis l'isolation du graphène en 2004. Depuis, le domaine d'étude des matériaux bidimensionnels (2D) s'est rapidement développé, tant au niveau fondamental qu'appliqué. Ces matériaux ultraminces présentent des inhomogénéités (bords, joints de grains, multicouches, etc.) qui impactent fortement leurs propriétés physiques et chimiques. Ainsi leur caractérisation à l'échelle locale est primordiale. Cette thèse s'intéresse à une technique récente de microscopie optique à fort contraste, nommée BALM, basée sur l'utilisation originale de couches antireflets très minces (2-5 nm) et fortement absorbantes (métalliques). Elle a notamment pour but d'évaluer les mérites de cette technique pour l'étude des matériaux 2D et de leur réactivité chimique. Ainsi, les différents leviers permettant d'améliorer les conditions d'observation des matériaux 2D ont tout d'abord été étudiés et optimisés pour deux matériaux modèles : l'oxyde de graphène et les monocouches de MoS₂. L'étude de la dynamique de dépôt de couches moléculaires a notamment permis de montrer à la fois l'extrême sensibilité de BALM pour ce type de mesures et l'apport significatif des multicouches antireflets pour l'augmentation du contraste lors de l'observation des matériaux 2D. L'un des atouts principaux de BALM venant de sa combinaison à d'autres techniques, nous nous sommes particulièrement intéressés au couplage de mesures optiques et électrochimiques pour lesquelles le revêtement antireflet sert d'électrode de travail. Nous avons ainsi pu étudier optiquement la dynamique de réduction électrochimique de l'oxyde de graphène (GO), l'électro-greffage de couches minces organiques par réduction de sels de diazonium sur le GO et sa forme réduite (r-GO), ainsi que l'intercalation d'ions métalliques entre feuillets de GO. En combinant versatilité et fort-contraste, BALM est ainsi établi comme un outil prometteur pour l'étude des matériaux 2D et en particulier pour la caractérisation locale et in situ de leur réactivité chimique et électrochimique.
Complete list of metadatas

Cited literature [349 references]  Display  Hide  Download

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02378233
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, November 25, 2019 - 9:18:07 AM
Last modification on : Monday, February 10, 2020 - 6:13:57 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, February 26, 2020 - 1:58:10 PM

File

81609_JAOUEN_2019_diffusion.pd...
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02378233, version 1

Citation

Kévin Jaouen. Backside absorbing layer microscopy : a new tool for the investigation of 2D materials. Chemical Physics [physics.chem-ph]. Université Paris-Saclay, 2019. English. ⟨NNT : 2019SACLS296⟩. ⟨tel-02378233⟩

Share

Metrics

Record views

236

Files downloads

271