Introduction aux matériaux bidimensionnels

Résumé :

Depuis la découverte du graphène en 2004, ce matériau bidimensionnel d'épaisseur atomique a attiré beaucoup d'attention pour la recherche fondamentale et appliquée grâce à ses propriétés mécaniques et électroniques exceptionnelles. Peu de temps après, une pléthore de différents matériaux 2D ont été prédits et fabriqués, ouvrant ainsi une boîte de Pandore de nouvelle physique et de nouvelles applications.


Après une brève introduction historique sur le graphène et une revue de ses techniques de fabrication, je vais illustrer ses principales propriétés électroniques à basse énergie, comme sa dispersion de bande linéaire, sa relation stricte avec l'équation de Dirac et le rôle du couplage spin-orbite. Ensuite, je passerai en revue d’autres classes de matériaux 2D, en particulier les X-ènes et les dichalcogénures de métaux de transition. Leurs propriétés seront contrastées avec celles du graphène. Enfin, je donnerai un aperçu des applications potentielles et réelles les plus prometteuses des matériaux 2D.