The π-conjugated polymer polydiphenylbutadiyne was prepared at the nanoscale confined inside the 1.2 nm 1-D pores of the aluminophosphate AlPO4-54. Molten 1,4-diphenyl-1,3-dibutadiyne (DPB) was inserted in the pores of AlPO4-54 at pressures below 0.3 GPa as confirmed by X-ray diffraction. Heating to 190 °C under a pressure of 0.4 GPa induced polymerization of DPB in the pores. Infrared microscopy indicates full polymerization in the pores and the presence of characteristic saturated C–H defects common to other nanostructured PDPB materials exhibiting important photocatalytic properties. This nanostructured PDPB confined in the hygroscopic AlPO4-54 host could be of interest for applications in gas sensing, photocatalysis and hydrogen generation.

La découverte du graphène par Andre Geim et Novoselov a suscité un intérêt croissant pour les systèmes bidimensionnels (2D), aussi bien pour des applications et recherche en physique fondamentale. Parmi ceux-ci, les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) forment une famille de matériaux 2D avec des propriétés uniques. Les TMD sont des matériaux cristallins de la forme MX2 où M est un métal de transition et X2 sont deux atomes de chalcogène. Ils peuvent exister sous forme de monocouches avec une structure en nid d'abeille comparable au graphène. Ils présentent une large gamme de bandes interdites (de 0 à 2 eV), combinés à de forts couplages spin-orbite. De tous les TMD, MoS2 reste le plus étudié à ce jour. Les monocouches de MoS2 ont une large bande interdite (1.9 eV) directe située aux points K du réseau réciproque. Ce ‘gap’ les qualifie pour de nombreuses applications photoniques, et leur excellente flexibilité mécanique en fait un matériau semiconducteur prometteur pour l'électronique flexible.En 2012, il a été observé pour la première fois qu'un contrôle électrostatique du dopage de quelques couches de MoS2 induisant une transition de la phase isolante vers une phase métallique, jusqu'à atteindre un phase supraconductrice à haute densité électronique, avec une température critique pouvant atteindre 10.8 K. Suite à cette découverte, deux groupes expérimentaux ont indépendamment mis en évidence que les champs critiques dans le plan du matériau monocouche étaient plusieurs fois supérieurs à ceux de plusieurs couches, et six fois supérieurs aux limites de Pauli. En raison du couplage spin-orbite (SOC) et de l'absence de centre d'inversion, les spins des électrons sont orientés dans la direction perpendiculaire au plan 2D. Ce type de couplage est généralement appelé ‘Ising SOC’ pour le distinguer du Rashba SOC, qui maintient les spins électroniques dans des directions dans le plan. En raison du fort ancrage hors-plan des spins électroniques des électrons formant les paires de Cooper, les champs magnétiques externes dans le plan sont beaucoup moins efficaces pour séparer celles-ci et supprimer la supraconductivité. En conséquence, les champs magnétiques critiques dans le plan dans du MoS2 peuvent atteindre plusieurs de Teslas.L'objectif original de ce projet, bien qu'encore loin d'être atteint, est de développer une jonction Josephson contrôlable par des grilles électrostatiques. Celles-ci permettraient la formation de jonctions S-I-S à S-M-S et même S-S'-S, à base de monocristaux de TMD. S, M et I représentent respectivement les régions supraconductrices, métalliques et isolantes, S' étant un état supraconducteur légèrement différent. Des monocristaux (multicouches ou monocouches) peuvent être utilisées comme matériau unique formant la jonction, où la phase électronique sera accordée par des grilles locales constituées de nanotubes de carbone (NTC). En conséquence, la jonction proposée sera constituée d'un seul matériau et sera entièrement contrôlée in situ.A ce jour, différents régimes de transport ont été reportés dans le régime isolant dans la littérature. De même, une description précise de la transition vers un régime métallique et des mécanismes de diffusion dans ce régime sont encore nécessaires. De plus, même pour des problèmes en apparence plus basiques, tels qu'à l'interface de contact avec un métal, il n'y a pas d'étude complète des mécanismes en jeu selon le dopage et la température. Cette thèse présente nos efforts dans le développement d'un procédé de fabrication contrôlé de composants à base de MoS2 CVD. De nombreuses approches tentant de rendre les contacts plus ohmiques, et de doper le plus efficacement possible ont été étudiées. Après avoir observé que le recuit in-situ était le plus efficace, nous avons étudié en détail le transport dans les régimes isolants et métalliques et la transition entre ces deux régimes, ainsi que le transport à l'interface or/MoS2.

The frequency and current dependences of the optical output spectral noise density, Slph, in p-InAsSbP/n-InAs infrared light emitting diodes (LEDs) has been measured for the first time. LEDs with emission centered at wavelengths  = 2.8 and 3.5 µm have been studied. In both cases, in the frequency range 2 ≤ f ≤ 100 Hz the noise spectrum is 1/f like. At constant LED pumping current, Slph is proportional to the photocurrent squared (~ Iph2). The 1/f noise intensity Slph for the LED with emission centered at  = 2.8 µm is ~2 times higher. In the LED pumping current range 0.02  ILED  0.1 A (60  jLED  300 A/cm2) the optical output 1/f noise is practically independent of ILED. The intensity of the LEDs’ optical output 1/f noise is less than the intensity of the photodiode reverse bias current noise by ~4 orders of magnitude.

Ionosilica ionogels have been lately introduced as emerging all-ionic designer materials. They consist of an ionic liquid (IL) guest trapped within a solid ionosilica support host. In this work, we investigate the influence of the (i) ionosilica nature and (ii) the ionosilica/IL ratio on the mobility of the confined IL. We report the elaboration of various ionosilica ionogels via a nonhydrolytic sol-gel process, using namely tris(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine (TTA), Methyl-tris(3-(trimethoxysilyl)propyl)ammonium iodide (MTTA) and tetrakis(3-(trimethoxysilyl)-propyl)ammonium iodide (TKTA) as ionosilica precursors, with the IL butyl-methyl imidazolium bis-triflimide ([BMIM] TFSI). Various ionogels were prepared from different ratios between the ionosilica host and the IL guest. The host/guest interactions i.e. the change in the conformational contribution of the IL counter-anion were explored by means of Raman spectroscopy. In addition, the transport properties of the confined species were probed via spin echo solid-state NMR experiments and Complex Impedance Spectroscopy (CIS) measurements. Raman experiments revealed different conformational equilibrium for the TFSI anion in the various ionosilica ionogels, with an increase in the cisoid form compared to the bulk IL due to confinement effects. The TFSI anion seems to experience different degree of confinement and thus different interactions with the ionosilica scaffold as a function of the investigated parameters. Concomitantly, the 1H spin echo NMR and CIS measurements revealed a significantly higher ionic mobility in the materials synthesized in the presence of the tris-trialkoxysilylated ammonium precursor compared to the one synthesized in the presence of tetra-trialkoxysilylated ammonium precursor. These results may reflect stronger host-guest interactions in the latter case related to the higher degree of reticulation of the network. All these techniques give concordant results and highlight an effect of the chemical constitution of the ionosilica scaffold and the amount of confined IL on its dynamics within the network.