MIXES — Hétérostructures de van der Waals à dimensions mixtes pour l'électronique et la spintronique

MIXES est un projet de recherche collaboratif explorant les propriétés fondamentales électroniques et structurales de nouveaux nanomatériaux 2D-0D, obtenus par croissance par voie sèche, compatible avec les procédés de l’industrie microélectronique. Nos premiers résultats montrent que ces structures, une fois implantées dans des jonctions tunnel, présentent des propriétés magnéto-Coulomb et d’oscillations de Coulomb très robustes, préservées pour des dispositifs jusqu’à un million de fois plus grands que l’état de l’art. Ces résultats ont soulevé de nombreuses questions quant aux mécanismes physiques fondamentaux sous-jacents qui sont adressées par ce projet. En particulier, nous adresserons les questions fondamentales suivantes : i) Quelle est la nature chimique/structurelle/électronique de l'interface 2D/0D ? Comment les propriétés structurales et électroniques locales/étendues du nanomatériau 2D/0D sont influencées par la nature de l'interface 2D/0D, lorsque celle-ci varie de liaison de type van der Waals à liaison covalente ? (ii) Quel est le mécanisme clé derrière de nombreux nanoclusters dissemblables se comportant apparemment comme des entités uniques ou identiques dans le nanomatériau 2D-0D ? Comment le maîtriser pour un traitement simple et à grande échelle d'un dispositif à un seul électron ? iii) Peut-on l'étendre à d'autres matériaux 2D comme les métaux de transition dichalcogènes ? iv) Comment tirer partie de ces propriétés pour réaliser de nouveaux dispositifs multifonctionnels à électron unique ? Nous suivons une approche multidisciplinaire couvrant la modélisation ab-initio, les sciences de surface, l'analyse structurale, la nanofabrication et le transport. Notre objectif final est d’utiliser ces nouvelles connaissances pour développer de nouveaux dispositifs à un électron multifonctionnels opérant jusqu'à la température ambiante.