Electrostatic deposition of graphene for use in photo-conductive switch

Résumé

Le graphène, un matériau constitué d'une seule couche atomique de carbone sp2 structurée en nid d'abeilles, attire beaucoup d'intérêt dans la dernière décennie pour son intégration dans des dispositifs optoélectroniques dans un large éventail de domaines. De nombreuses méthodes de croissance et dépôt de graphène ont été développés au fil des ans. Ces méthodes vont de coût élevé et de haute qualité du graphène déposé à des méthodes à faible coût et faible qualité du graphène déposé, selon les applications voulues. Une vue d'ensemble et une comparaison de ces méthodes est présentée dans ce travail. Un accent est mis sur un tel procédé de dépôt: le dépôt électrostatique de graphène. Ce travail vise à montrer la possibilité de déposer des matrices de feuille de graphène directement pour l'utilisation comme couches actives pour des dispositifs optoélectroniques tels que les interrupteurs photoconducteurs et les bolomètres. Des améliorations aux technologies actuelles impliquant le dépôt de graphène par force électrostatique sont présentées, plus précisément, sur le contrôle de la forme, la taille et la position de la déposition. Ces améliorations sur le contrôle du graphène déposé sont réalisées principalement par une gravure de la surface du matériau graphitique utilisé pour le dépôt par laser pulsé de rayonnement UV. La gravure du matériau graphitique est effectuée pour limiter et donc contrôler la taille du graphène déposé. Une gravure du substrat de déposition est également explorée comme un procédé de modification des intensités du champ électrique locale, outre la possibilité de dépôt direct du graphène sur un substrat de SiO2 engravé pour créer des membranes en suspension est exploré. Cependant, le dépôt de graphène sur un substrat de SiO2 non-modifié sont les principaux résultats de dépôt présentées dans ce travaille. Les propriétés optoélectroniques du graphène déposé ont été étudiés. Plus précisément, le graphène déposé a une réponse électrique directe à la lumière incidente de plusieurs longueurs d'onde, ce qui le rend convenable a l'utilisation pour des couches actives d'interrupteur photoconducteur. Les propriétés colorimétriques du graphène déposé ont également été étudiés, ces résultats, cependant, étaient moins concluants, jetant un doute sur l'efficacité du graphène comme couche active de bolomètres. Les améliorations apportées à l'homogénéité du processus de clivage utilisé dans le dépôt électrostatique du graphène peuvent conduire à des dépôts à grande échelle. Auparavant, les dépôts a grande échelle étaient uniquement réalisables avec des méthodes plus coûteuses de croissance de graphène. Un procédé simple et précis de la caractérisation du nombre de couches de graphène présents dans les dépôts a été mis au point. Cette méthode est réalisée à partir du centre d'une régression gaussienne sur la pic Raman 2D du graphène.

Date	16 oct. 2015
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sylvain G. Cloutier (Directeur(-trice)) & Ricardo J. Zednik (Codirecteur(-trice))