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Synthèse et propriétés de boîtes quantiques et de nanomeshes de graphène
Julien Lavie
Mon, Oct. 08th 2018, 14:00-17:00
Amphi. Bloch, Bât. 774, Orme des Merisiers, CEA-Saclay

Résumé :

Le procédé CALRED, dans sa version actuelle, repose sur l'utilisation de réactifs hydrosilanes tels que PMHS et TMDS, pour promouvoir la dépolymérisation réductrice de la lignine. Bien qu'efficace, cette méthode nécessite encore l'emploi de catalyseurs couteux. En effet, le LCMCE a montré que le composé boré B(C6F5)3 possédait une grande activité catalytique dans ce procédé et était tolérant vis-à-vis de l'eau, mais son coût représente près de 50% du coût du procédé global. Ainsi, le premier volet du projet de thèse visera le développement de nouveaux catalyseurs économiquement viable pour le procédé CALRED. Le second volet du projet doctoral permettra d'explorer une voie alternative où le réactif hydrosilane est remplacé par de l'acide formique (HCOOH) ou du dihydrogène (H2). Cette variante du procédé CALRED bénéficiera du faible cout de ces deux réducteurs renouvelables, permettant ainsi d'extrapoler le procédé sur de grandes échelles.

Mots-clés : Nanoparticules de graphène, Synthèse organique, Photoluminescence, Graphène, Nanoparticules organiques fluorescentes, Composés organiques.


Synthesis and properties of graphene quantum dots and nanomeshes

Abstract:

The manipulation of the electronic properties of graphene, and in particular the bandgap opening by nano-patterning, is a crucial issue for both physics and applications. The nanostructuration can be done either through the top-down approach or the bottom-up approach. This bottom-up approach allows controlling at the atomic level the structure of the materials. The aim of this thesis is to prepare graphene quantum dots and graphene nanomeshes (regular arrays of holes in a graphene sheet) by chemical synthesis, and to study their physical properties. In the first part, a “family” of graphene quantum dots was prepared with organic chemistry via Diels-Alder and Scholl reactions and the optical properties were studied both in solution and at the single molecule scale. In the second part, a new type of graphenic structures intermediate between quantum dots and nanoribbons were synthesized and we named them “graphene nanorods”. These objects are one dimensional but have a controlled length compared to nanoribbons prepared via polymerization. Finally, various precursors were synthesized to create graphene nanomeshes. These precursors will allow the formation, using chemical vapor deposition in a scanning tunneling microscope chamber, of nanomeshes exhibiting different structures and morphology.

Keywords: Graphene nanoparticles, Organic synthesis, Photoluminescence.

 

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