Growth of graphene (GNW) and N-graphene nanowalls (N-GNW) on different substrates by plasma
Les nanoparois de carbone ou graphène ont été observées depuis dix ans et sont considérées comme des matériaux aux propriétés remarquables du fait de leur très grande surface spécifique, leur forte conductivité électrique et thermique, ainsi que leurs caractéristiques mécaniques. Leurs propriétés so...
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| Format: | Thèse numérique |
| Langue: | Anglais |
| Publié: |
2021.
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| Sujets: | |
| Note: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Groupe de recherches sur l'énergétique des milieux ionisés. UMR 7344 (Orléans ; 2012-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Pascal Brault (Président du jury) ; Thierry Belmonte, Johannes Berndt, Fabienne Poncin-Epaillard, Thomas Strunskus (Membre(s) du jury) ; Job Beckers, Thierry Belmonte (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Croissance de nanoparois de graphène et N-graphène sur différents substrats par plasma |
| Résumé: | Les nanoparois de carbone ou graphène ont été observées depuis dix ans et sont considérées comme des matériaux aux propriétés remarquables du fait de leur très grande surface spécifique, leur forte conductivité électrique et thermique, ainsi que leurs caractéristiques mécaniques. Leurs propriétés sont renforcées lorsqu ils sont dopés par l azote, c est à dire qu un atome de carbone du cycle hexagonal est remplacé par un atome d azote. Le mécanisme de croissance du graphène et son dopage reste méconnus et un travail sur l influence des paramètres expérimentaux doublé d une modélisation est nécessaire. Les paramètres à étudier précisément sont : influence du substrat (nature, état de surface, température lors du procédé, catalyseur), importance du mélange de gaz (gaz hydrocarboné, gaz rare, hydrogène, azote, amoniac) utilisé dans le plasma de croissance et de dopage pour l obtention de nanoparois verticales, de graphène, compréhension du procédé à partir de la spectroscopie du plasma, par spectroscopie de masse et l analyse des couches formées, évaluation des propriétés électriques et d adhésion aux substrats. L adhésion des nanoparois sur les substrats est un point clé pour les applications. La fonctionnalisation/dopage et l adhésion des nanoparois carbone/graphène seront également étudiées par des simulations de dynamique moléculaire. Un soin particulier sera porté à la prise en compte des conditions expérimentales dans les calculs, en particulier la composition du plasma et les distributions de vitesses des espèces en présence. De plus, certains diagnostics du plasma et des films déposés pourront également être simulés. Carbon nanowalls and graphene nanowalls are known since more then a decade as very interesting materials, due to they high surface area, electrical and thermal characteristics, mechanical stability. However there are still some basic points missing, especially on the understanding of the growth process: - influence of the substrate surface (catalyst deposition, roughness, nature, temperature during process) - importance of plasma gas mixture for the control of the effective nanowall surface and vertical orientation (addition noble gas in hydrocarbon mixtures, it effects on plasma by spectroscopy and analysis of materials) - electrical characteristics and thermal conductivity measurement The adhesion of the nanowalls on substrates has to be efficient for application, and this point must be studied depending on the experimental conditions. The Functionalization/doping and the adhesion of the carbon/graphene nanowalls will be also studied by molecular dynamics simulations. Special care will be given to the taking into account of the experimental conditions in calculations, especially the plasma composition and the velocity distributions of species. In addition, some diagnostics of the plasma and deposited films may also be simulated. |
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| Description: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Groupe de recherches sur l'énergétique des milieux ionisés. UMR 7344 (Orléans ; 2012-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Pascal Brault (Président du jury) ; Thierry Belmonte, Johannes Berndt, Fabienne Poncin-Epaillard, Thomas Strunskus (Membre(s) du jury) ; Job Beckers, Thierry Belmonte (Rapporteur(s)) |
| Format: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |
| Accès: | Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 09 octobre 2026 |