Au travers quelques articles, retrouvez les histoires d’anciens bacheliers STI2D / STL, qui se sont lancés dans l’aventure TSI et préparent actuellement une thèse… Aujourd’hui nous vous présentons celle de Bruno DUEZ
Photo prise lors d’une présentation des objectifs de sa thèse aux étudiants de TSI1 et TSI2
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- Où étiez-vous au lycée ? J’ai fait un BAC STI2D option EE au lycée Marie Curie de Nogent sur Oise
- En ensuite ? une classe prépa TSI au lycée Thuillier d’Amiens
- Quelle école avez-vous intégrée ? L’école SUPMICROTECH-ENSMM à Besançon
- Quel est le titre de votre thèse ? Étude des propriétés électriques du graphène obtenu par “synthèse sur surface“ et hydrogène atomique sur des surfaces inertes.
- Pouvez-vous nous la présenter en quelques mots ?
- Le graphène est un matériau fascinant : il s’agit d’une seule couche d’atomes de carbone organisés en un réseau hexagonal, comme un nid d’abeilles. Malgré des prédictions théoriques dès le milieu du XXᵉ siècle, il n’a été observé expérimentalement qu’en 2004 — une découverte récompensée par le prix Nobel de physique en 2010.
- Ce matériau possède des propriétés hors du commun : il est plus solide que l’acier, plus léger que l’aluminium, et conduit beaucoup mieux l’électricité que le cuivre. Ces qualités ouvrent la voie à de nombreuses applications, dans l’électronique, l’énergie ou la santé. Mais pour adapter le graphène à ces usages, il faut apprendre à le “fonctionnaliser”, c’est-à-dire à modifier localement sa structure physico-chimique pour contrôler ses propriétés.
- Une des méthodes les plus prometteuses pour créer du graphène fonctionnalisé est la synthèse sur surface : on dépose des molécules choisies sur un support solide, puis on déclenche des réactions chimiques grâce à une source d’énergie externe (chaleur, lumière, etc.). Sur des surfaces métalliques, cette technique est bien maîtrisée, notamment avec la réaction d’Ullmann, mais les métaux peuvent perturber les propriétés électroniques du graphène.
- Mon travail de thèse vise à développer une nouvelle voie de synthèse sur des surfaces inertes, comme le silicium fortement dopé au bore. Pour activer les réactions chimiques malgré la faible réactivité de ces surfaces, j’utilise une source d’hydrogène atomique, ce qui permet de travailler à basse température, entre 25 et 100 °C. De plus, cette technique permet de réduire le risque de défauts sur notre échantillon.
- Ce projet repose sur une approche expérimentale passionnante. Grâce à un microscope à effet tunnel fonctionnant sous ultra-haut vide (STM-UHV), je peux observer les atomes et la formation du graphène à la surface. D’autres techniques de spectroscopie et de spectrométrie complètent ces observations.Ce travail illustre la beauté de la recherche expérimentale : comprendre les réactions à l’échelle atomique, imaginer de nouvelles voies de synthèse, et explorer la matière pour créer les matériaux de demain.