Dispositifs et matériaux électroniques 2D

Description

Cette séance de cours couvre le développement et les applications des appareils et matériaux électroniques 2D, en se concentrant sur des sujets tels que le graphène, les dichalcogenides de transition métal, les excitons, la logique en mémoire et la vallétronics. L'instructeur discute des défis et des opportunités sur le terrain, présentant des exemples récents comme PtSe2 et les transistors monocouches MoS2. La présentation porte également sur les aspects relatifs à l'efficacité énergétique des technologies de l'information et sur le potentiel des matériaux 2D pour révolutionner l'électronique traditionnelle.

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Séances de cours associées (35)

Concepts associés (38)

Valleytronics

Valleytronics (from valley and electronics) is an experimental area in semiconductors that exploits local extrema ("valleys") in the electronic band structure. Certain semiconductors have multiple "valleys" in the electronic band structure of the first Brillouin zone, and are known as multivalley semiconductors. Valleytronics is the technology of control over the valley degree of freedom, a local maximum/minimum on the valence/conduction band, of such multivalley semiconductors. The term was coined in analogy to spintronics.

Silicène

vignette|Images par STM de la première (4×4) et seconde (√3×√3-β) couche de silicène sur une surface d'argent. Taille de l'image 16×16 nm. Le silicène est une forme allotropique du silicium. C'est un matériau bidimensionnel analogue au graphène et possédant beaucoup de ses propriétés. Il a été observé pour la première fois en 2010. Bien que dès 1994, des théoriciens aient envisagé l'existence du silicène et prédit certaines de ses propriétés, des structures de silicium pouvant correspondre à ces prédictions n'ont été observées qu'à partir de 2009, grâce à la microscopie à effet tunnel.

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.

Matériau bidimensionnel

Un matériau bidimensionnel, parfois appelé matériau monocouche ou matériau 2D, est un matériau constitué d'une seule couche d'atomes ou de molécules. Depuis l'isolement du graphène (une seule couche de graphite) en 2004, beaucoup de recherches ont été réalisées pour isoler d'autres matériaux bidimensionnels en raison de leurs caractéristiques inhabituelles et pour une potentielle utilisation dans des applications telles que le photovoltaïque, les semi-conducteurs et la purification de l'eau.

Spintronique

La spintronique, électronique de spin ou magnétoélectronique, est une technique qui exploite la propriété quantique du spin des électrons dans le but de stocker des informations. L’article Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices publié par Albert Fert et son équipe en 1988 est considéré comme l’acte de naissance de la spintronique. L'électronique classique repose sur une propriété essentielle d'une particule élémentaire (électron), sa charge électrique.