laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

Optique cohérente et non linéaire

Nanostructures carbonées


Les nanostructures carbonées (nanotubes de carbone, graphène et boîtes quantiques de graphène) sont au coeur de développement récents en opto-électronique, conversion d’énergie, marquages biologique... Du point de vue académique, ces nanostructures permettent de tester les lois de la physique quantique à basse dimensionnalité en exploitant le confinement des électrons avec une géométrie contrôlée à l’échelle atomique.
Les nanotubes de carbone sont des molécules dont la structure de base est très simple : un plan graphitique mono-atomique enroulé sur lui-même et formant un tube dont la longueur typique est 1 µm. Le diamètre du tube est lui de l’ordre du nanomètre. Ce nano-objet, quasi-unidimensionnel, possède de nombreuses propriétés originales tant mécaniques qu’électroniques.
Cependant, l’émission de lumière par des nanotubes de carbone n’a été observée que relativement tardivement. En effet, il s’avère que les nanotubes n’émettent de la luminescence que s’ils sont suffisamment isolés de leur environnement. Ils doivent être, en particulier, isolés les uns des autres or ils s’agrègent naturellement en fagots. La préparation des échantillons de nanotubes isolés, adaptés à l’étude des propriétés de photoluminescence est donc un enjeu majeur. Deux grandes techniques sont employées, d’une part la croissance de nanotubes directement isolés, suspendus sur un substrat microstructuré et ; d’autre part, la mise en suspension aqueuse de nanotubes isolés dans une gaine de surfactant par un traitement physico-chimique.

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  • Christophe Voisin