Le but de projet BOGART est de réaliser des percées dans le domaine de la fabrication des matériaux graphéniques et de l’exploitation de leurs propriétés.

Les propriétés électronique, optique et mécanique du graphène inspirent très fortement la communauté scientifique tant du point de vue fondamental qu’applicatif. Avant d'accéder à de potentielles applications un grand nombre de questions scientifiques doivent être résolues. La première d’entre elles concerne le contrôle des propriétés électroniques et optiques et notamment l’ouverture d’une bande interdite dans la structure électronique. Il est bien établi que, réduits à des tailles nanométriques, les nanomatériaux acquièrent des propriétés différentes de celles du matériau massif. La réduction d’une des dimensions du graphène jusqu’aux échelles nanométriques conduit à la formation de nano-rubans (GNRs) alors que la réduction des deux dimensions conduit aux nanoparticules de graphène (GQDs). Comme attendu, ces matériaux présentent une bande interdite. Dans le graphène, la réduction de taille n’est pas le seul moyen de contrôler les propriétés électroniques. En 2008, des études théoriques ont prédit qu’un réseau régulier de trous dans une structure de graphène 2D pour former un « nanomesh » (GNMs) permet également d’ouvrir une bande interdite et de former ainsi un nouveau semiconducteur 2D. 

Ces dix dernières années une attention particulière a été apportée à la réalisation de GQDs, GNRs et GNMs par l’approche descendante (approche « top-down »). Bien que cette approche, basée sur la lithographie, l’oxydation et des traitements thermiques, reste prédominante, cette dernière ne permet pas de contrôler de façon précise la taille, la morphologie et l’état d’oxydation des matériaux ce qui a pour conséquence de faire diverger rapidement les propriétés réelles du matériau de celles calculées. Afin d’obtenir des matériaux graphéniques contrôlés à l’échelle atomique ; l’approche « bottom-up » doit être considérée.

Dans ce contexte, les objectifs du project BOGART est de synthétiser de manière contrôlée des nanostructures de graphène et d’étudier leurs propriétés optiques et électroniques. Pour cela, le projet rassemble cinq partenaires possédant des expertises complémentaires en chimie, microscopie à effet tunnel, en spectroscopie optique et en théorie/simulation pour mener à bien un projet de recherche ambitieux qui vise à créer des matériaux graphéniques avec des propriétés sur-mesure.

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