Enseignement en anglais.
L'étudiant devra comprendre en quoi des systèmes de basse dimentionalité, en engeandrant des phénomènes quantiques, peuvent être utile aux composants que ce soit dans le domaine de l'électronique et de l'optoélectronique. Un effort tout particulier sera fait pour introduire les matériaux 2D.
Ce cours est divisé selon les trois parties suivantes:
* Pour les matériaux 2D le modèle de liaisons fortes permettant de décrire les cônes de Dirac dans la structure de bandes est présenté. S'en suit un état de l’art des matériaux à base d'éléments du groupe IV ou correspondant à un feuillet de dichalcogénures de métaux de transition.
* Les excitations optiques sont introduites à partir de la structure de bande. Elles sont d'abord traitées sous forme de paires électron-trou individuelles, puis comme des excitations à plusieurs corps (excitons et plasmons) qui conduisent à des excitations dans des régions d'énergie précédemment interdites. Le cas des systèmes 2D tels que le nitrure de bore hexagonal et les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) sera abordés, car cette classe de matériaux présente de forts effets excitoniques en raison de l'écran diélectrique réduit et de la forte interaction de coulomb.
* Les effets de la réduction de la dimensionalité et du couplage de différents nano-objets sont étudiés et mis à profit pour concevoir des composants électroniques offrant des caractéristiques que seuls les effets quantiques peuvent engendrer.
Contenu du cours :
Introduction to 2D Materials
Optical properties of low dimensional systems
Quantum transport - applications
