Synthesis and properties of graphene quantum dots and nanomeshes

La modification des proprietes du graphene, notamment l’ouverture d’une bande interdite par la nanostructuration, est un veritable enjeu pour la physique et pour les applications du graphene. La nanostructuration peut se faire suivant l’approche « top-down » ou « bottom-up ». Au cours de cette these nous nous sommes interesses a la seconde approche. L’approche « bottom-up » permet de controler a l’atome pres la structure des materiaux. L’objectif de cette these est de fabriquer par synthese chimique des boites quantiques de graphene et des motifs grapheniques contenant un reseau periodique de trous (nanomesh) et d’en etudier les proprietes physiques. Dans une premiere partie, une « famille » de nanoparticules de graphene a ete preparee par synthese organique via des reactions de Diels-Alder et de Scholl et les proprietes optiques ont ete etudiees sur des solutions et a l’echelle de la molecule unique. Dans une deuxieme partie, un nouveau type de structures grapheniques intermediaires entre les boites quantiques et les nanorubans, des nano-bâtonnets de graphene (nanorods) ont ete synthetises. Enfin, plusieurs precurseurs ont ete synthetises pour la realisation de nanomeshs de graphene. Ces precurseurs permettront d’obtenir, en utilisant le depot chimique en phase vapeur dans la chambre d’un microscope a effet tunnel, des nanomesh de graphene presentant des structures differentes.