Fabrication et caractérisation de dispositifs à base de graphène, graphène-fluoré et d'hétérostructures graphène/nitrure de bore en vue d'applications à des capteurs de gaz
Cette thèse a pour but le développement et l’étude d'un capteur de gaz ultrasensible et sélectif à base de graphène. Nous présentons la technologie utilisée pour la réalisation des capteurs intégrant une monocouche de graphène : photolithographie et transfert de couches.
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Les techniques de caractérisation globales (microscopie optique, AFM, Raman…) permettant un diagnostic des rubans de graphène et assurent une bonne reproductibilité des procédés technologiques. Nous présentons les résultats de caractérisation sous gaz sur une large gamme de températures et de concentrations, y compris les très faibles concentrations de NO2 et NH3. Nous avons également cherché les moyens de limiter les instabilités liées au substrat et améliorer la sensibilité du capteur par la mise en place d’une hétérostructure « all-CVD » graphène/BN. Enfin, nous avons étudié les possibilités d’accroître la sélectivité du dispositif par une technique de fluoration innovante du graphène avec une étude complète XPS pour tester la stabilité en température et en temps des couches de graphène fluorées et leur sélectivité chimique.. This thesis aims at the development and study of a highly sensitive and selective graphene-based gas sensor. We present the technology used for the realization of sensors integrating a single layer of graphene: photolithography and transfer of layers. Characterization techniques (optical microscopy, AFM, Raman, etc.) ensure a diagnosis of graphene ribbons and allow good reproducibility of technological processes. We present the results of gas characterization over a wide range of temperatures and concentrations, including very low NO2 and NH3 concentrations. We also looked at ways to limit substrate instabilities and improve sensor sensitivity through the introduction of a graphene/BN “all-CVD” heterostructure. Finally, we studied the possibilities of increasing the selectivity of the device by an innovative fluorination technique of graphene with a complete XPS study to assess the temperature and time stability of fluorographene layers and their chemical selectivity.
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*Fabrication et caractérisation de dispositifs à base de graphène, graphène-fluoré et d'hétérostructures graphène/nitrure de bore en vue d'applications à des capteurs de gaz / Vincent Malesys ; sous la direction de Laurent Simon 2023 Données textuelles
Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....). Partenaire(s) de recherche : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (Laboratoire), Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Physique, Instrumentation, Environnement, Espace (DPHY) (Laboratoire)
Note de thèse
Thèse de doctorat : Physique : Mulhouse : 2023
Notes techniques
Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF
Titre traduit ajouté par le catalogueur
Development and characterization of graphene, fluorinated graphene, and graphene/boron nitride heterostructures based devices as a prelude to gas detection
