Transport thermique dans le graphène et les matériaux 2D suspendus : du régime diffusif vers le balistique

Cette thèse étudie la fabrication et l'étude des propriétés thermiques de différents matériaux 2D sous le formalisme de la littérature existante et au-delà. La thèse peut être globalement divisée en trois parties. La première partie traite de la fabrication d'échantillons impliquant la réalisation de trous transparents dans des substrats, suivie de l'intégration de graphène développé par CVD sur les trous à motifs. Il aborde également l'exfoliation mécanique de différents matériaux 2D sur des substrats. Le processus de transfert standard pour la mise en suspension du graphène est optimisé et caractérisé à l'aide de la spectroscopie Raman, de la microscopie à force atomique et de la microscopie électronique à balayage. Nous avons suspendu avec succès le graphène à partir d'un trou d'un rayon de 2 à 10 μm. La deuxième partie de la thèse traite de l'estimation de la conductivité thermique de différents matériaux 2D sur des substrats à l'aide de la thermométrie Raman 1 laser. Il présente une tentative de comprendre le rôle de la température et de la puissance optique sur l'évolution des fréquences des phonons optiques avec la structure électronique du matériau. La thèse étudie également la dynamique dépendante de la température de la dispersion des phonons du graphène au point K. Dans la dernière partie, il traite de la caractérisation du graphène en suspension à l'aide de la thermométrie Raman 1 et 2 laser. Il montre l'effet de la géométrie sur les paramètres de la thermométrie Raman laser 1 et discute ainsi de la possibilité d'un transport thermique non diffusif dans le graphène en suspension. Il présente les cartes de transport thermique du graphène en suspension à l'aide de la configuration de thermométrie Raman à 2 lasers en chauffant pour la première fois le graphène au centre de la région en suspension. L'observation montre un écart par rapport à la loi de Fourier linéarisée dans le graphène en suspension, qui ne peut être observé dans les rapports de la littérature existante. La thèse propose une théorie phénoménologique utilisant des termes non linéaires non locaux pour ajuster avec succès le comportement de transport thermique observé dans le graphène en suspension. Après avoir éliminé les inconvénients des expériences rapportées, la thèse rapporte une conductivité thermique élevée de 550 W/m.K pour le graphène en suspension, qui est l'une des plus élevées parmi les matériaux existants. Une telle approche présente un formalisme généralisé pour estime