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Résumé

       Les phases Mn+1AXn ou phases “MAX” -avec M un métal de transition, A un élément des groupes 13 à 16 du tableau périodique et X soit C ou N- forment une classe de composés nanolamellaires qui a suscité un fort intérêt scientifique pour leur unique combinaison de propriété métalliques et de propriétés issues des céramiques. Il s’agit également des précurseurs des MXENES, une famille de matériaux bidimensionnels obtenus par exfoliation des phases MAX tridimensionnelles qui génère aussi un fort engouement pour des applications potentielles dans le domaine du stockage d’énergie. Malgré le potentiel applicatif des phases MAX, l’origine d’un certain nombre de leurs propriétés fondamentales reste une question ouverte, notamment en ce qui concerne les relations entre leur structure électronique, leurs anisotropies et propriétés de transport.

      Nous présentons ici la méthodologie que nous avons suivie pour la croissance des monocristaux et la détermination expérimentale des états électroniques (e.g. Structure de bande et surface de Fermi) des phases MAX Cr2AlC, V2AlC et Ti3SiC2 . Les résultats d’expériences de spectroscopie à photoélectrons résolues en angle effectuées sur des monocristaux sont comparés aux calculs de théorie de la fonctionnelle de densité. La renormalisation de certaines bandes liée aux interactions électron-phonon ainsi que l’influence du couplage spin-orbite sont soulignés. Les anisotropies des surfaces de Fermi sont discutées vis-à-vis des coefficients de transport de chaque phase. Le développement de modèles de bandes rigides qui reproduisent la structure électronique des phases M2AC -Ou phases MAX « 211 »- est ensuite détaillé. Finalement, la structure de bande et la surface de Fermi d’une autre phase MAX -Ti2SnC- ainsi que d’autres phases dérivées –iMAX et 4473- sont rapidement présentées. La perspective de l’exploration des solutions solides (MxN1-x)2AX pour pouvoir faire contrôler la position du niveau de Fermi des phases MAX 211 - afin d’atteindre de potentiel nœuds topologiques- est également discutée.