Matériaux Nanolamellaires & 2D

Les phases M_n+1AX_n, ou phases “MAX”, sont des composés nano-lamellaires où M est un métal de transition des premières colonnes de la table de Mendeleiev, A appartient aux colonnes 13-16 et X représente les éléments C ou N. Elles ont été découvertes il y a plusieurs décennies. Les phases MAX cristallisent selon une structure hexagonale et combinent de manière unique des caractéristiques à la fois métalliques et céramiques. Dans l'axe Matériaux 2D & Nanolamellaires, nous synthétisons des monocristaux de phases MAX par croissance haute température en solution [1] et déterminons leurs propriétés physiques, avec un accent porté sur les anisotropies attendues de leur structure nanolamellaire. Pour citer quelques exemples, et en collaboration avec nos partenaires, nous avons mesuré les anisotropies de magnéto-transport [2], de structure de bandes [3] ou de la dispersion des modes de phonons [4]. Nous ne nous limitons pas aux carbures nanolamellaires, mais nous développons également des études sur des borures nanolamellaires [5] et des nanolaminats à base de terres rares [6].

Nous utilisons aussi nos cristaux de phases MAX et MAB pour étudier leur cinétique d'exfoliation [7] et pour produire des matériaux 2D en tant que MXènes en utilisant la chimie douce ou bien la synthèse assistée par sel foundu. La bibliothèque des matériaux 2D synthétisés inclut Ti₃C₂T_z, Ti₂CT_z, Ti₂C_0.5N_0.5T_z, Ti₃CNT_z, V₂CT_z, Nb₂CT_z, pour n'en nommer que quelques uns. Nous explorons les propriétés physiques des matériaux 2D synthétisés, en particulier leurs propriétés de transport, et leur intégration dans plusieurs applications, appartenant aux domaines des senseurs [8], du photovoltaique [9], et de l'énergie [10].

Nous conduisons notre activité de recherche à travers  un réseau riche de collaborations, impliquant l'Institut Néel (France), l'ESRF (France), l'Université Catholique de Louvain (Belgique), l'Université de Drexel (USA), l'Université de Nagoya (Japon), l'Institut Pprime (France) et l'Institut de Structure de la Matière (Italie).