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Le graphene est arrangement hexagonal d'atomes de carbone dans un plan. C'est le matériau le plus fin au monde (seulement un atome!). L'arrangement du carbone dans le graphene lui confère des propriété exceptionnelles: c'est le matériau le plus dur, il est transparent et c'est un bon conducteur. Ce materiau concentre un intense effort de recherche depuis que ses propriétés électriques ont été mesurées pour la première fois en 2004. En effet ce matériau est intéressant d'un point de vue fondamental mais aussi puisqu'il devrait permettre le develloppement rapide de nouvelles (Samsung a prévu de l'utiliser pour ses futurs écrans tacticles). En 2010 André Geim et Kostia Novoselov on reçu le Prix Nobel de Physique pour leur travaux séminaux sur le graphene. Le graphite est un empilement de feuilles de graphene. L'a difficulté est d'isoler le graphene. La méthode utilisée par Novoselov et Geim mais elle n'est pas très reproductible (prélèvement avec un scotch). Depuis plusieurs autres méthodes ont été dévelloppées pour synthétiser le graphene. La plus prometteuse est sans doute la voie chimique catalysée par un metal. Un précurseur du carbone (Acetylène, methane) est décomposé sur un film métallique et le carbone se réorganise à la surface en graphene. Nous avons récemment montré que si la couche de métal est fine mais pas trop, elle démouille au bout d'un moment ce qui provoque la formation de nanotubes sous le graphene (voir photo de gauche). Ce résultat avait été démontré par une équipe de Fujistsu (Japon) et nous sommes les premiers à l'avoir reproduit. De plus nous avons fourni une meilleure description de l'interface entre les nanotubes et le graphene. Celle-ci se présente sous la forme présentée ci-contre. Un tel composite pourrait être utile en microélectronique ou pour le stoquage d'hydrogène.
En savoir plus sur arXiv.