Brevet FR3072687A1 (20190426)

REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'au moins une monocouche (L) d'un matériau bidimensionnel (Mat2D), ledit matériau bidimensionnel comprenant au moins un élément M, métal ou métalloïde, et un élément X respectivement un 5 chalcogène ou de l'azote, le procédé comprenant : -une étape (100) d'apport de l'élément M et une étape (200) d'apport de l'élément X de manière à former, dans un substrat (LED, Sub) une zone (Z[M+X]) comprenant des atomes de l'élément M et des atomes de l'élément X, 10 -une étape de recuit (300) de manière à former l'au moins une monocouche (L) de matériau bidimensionnel (mat2D) par diffusion desdits atomes dans ledit substrat, et dans lequel au moins une étape d'apport parmi l'étape (100) d'apport de l'élément M et l'étape (200) d'apport de l'élément X est réalisée par 15 implantation ionique.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel le matériau bidimensionnel (mat2D) est constitué de deux éléments, et a une formule chimique de type MX ou MX2 ou MX3 avec M-métal et X chalcogène, 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel l'élément X est choisi parmi Souffre (S), Tellure (Te), Sélénium (Se).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel le matériau bidimensionnel 25 (mat2D) est constitué de deux éléments, l'élément M étant le métalloïde Bore (B) et l'élément X étant de l'azote (N), et a une formule chimique de type BN.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de recuit s'effectue sous vide ou sous gaz neutre 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de recuit s'effectue à une température comprise entre 600° et 1000°. 31\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'étape de recuit s'effectue par illumination de ladite zone avec un laser pulsé.\n<CLM>\1\tProcédé selon t'une des revendications 1 à 4 dans lequel l'étape de recuit 5 s'effectue sous pression de vapeur de l'élément X\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de recuit est précédée par une étape d'encapsulation dudit substrat (Sub) comprenant ladite zone (Z[M+X]). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel un nombre total (DX, DM) d'atomes implantés par unité de surface de l'au moins un élément implanté (X, M) est supérieure ou égal au produit du nombre de monocouches à réaliser (n) par une densité atomique par unité de surface 15 (DoX, DoM) dudit élément implanté (X, M) dans une monocouche dudit matériau bidimensionnel.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel une température (T) et une durée (t) du recuit sont déterminés de sorte qu'une 20 longueur de diffusion des atomes du ou des éléments implantés soit comprise entre 5 et 10 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes comprenant, après l'étape de recuit, une étape de séparation (310,\n<CLM>\1\tde l'au moins une 25 monocouche de matériau bidimensionnel (mat2D) du substrat résiduel (LEDr, Subr) et une étape (320) de récupération de ladite au moins une monocouche de matériau bidimensionnel (mat2D) sur un substrat de destination (Subd). 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 11 comprenant en outre après l'étape de recuit, une étape (370) de dissolution sélective de la partie supérieure du substrat résiduel de manière à mettre à nu l'au moins une monocouche de matériau bidimensionnel (mat2D). 32\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel une seule étape d'apport d'élément est réalisée par implantation ionique, ledit élément état dénommé élément implanté (El), l'étape d'apport de l'autre élément consistant en un dépôt d'une couche dudit autre élément sur un premier support (Subi) chimiquement inerte, la couche étant dénommée couche déposée (LED) et l'autre élément étant dénommé élément déposé (ED), la couche déposée (1_,D) constituant ledit substrat.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 14 dans lequel une énergie d'implantation 10 (E(EI)) de l'élément implanté est déterminée de sorte que l'implantation ionique de l'élément implanté (El) s'effectue dans ladite couche déposée (LED).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 14 ou 15 dans lequel le premier 15 support (Subi) est monocristallin.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 14 à 16 dans lequel la couche déposée (LED) est réalisée par évaporation ou pulvérisation cathodique. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 14 à 16 dans lequel la couche déposée (LED) est épitaxiée sur ledit premier support (Subi).\n<CLM>\1\tProcédé selon selon l'une des revendications 14 à 16 dans lequel la couche déposée (LED) est réalisée par une méthode (ALD) de dépôt de 25 couches atomiques.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 13 dans lequel les deux étapes d'apport sont réalisées par implantation ionique dans ledit substrat (Sub), chimiquement inerte. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 20 dans lequel l'élément X et l'élément M sont implantés sensiblement à une même profondeur (p0) dans ledit substrat (Sub). 33\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 20 dans lequel l'élément X est implanté à une profondeur supérieure à la profondeur d'implémentation de l'élément M dans ledit substrat (Sub). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 20 à 22 dans lequel le substrat (Sub) est isolant et monocristallin.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 20 à 23 dans lequel le substrat est constitué d'une couche d'or (LAu) déposée sur un deuxième support 10 (Sub2), l'élément X et l'élément M étant implantés dans ladite couche d'or (LAu).\n<CLM>\1\tDispositif susceptible d'être obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 24 comprenant au moins une monocouche (L) de 15 matériau bidimensionnel (mat2D) dénommée couche active enterrée dans un substrat (Sub) chimiquement inerte, ledit matériau bidimensionnel comprenant au moins un élément M, métal ou métalloïde, et un élément X respectivement un chalcogène ou de l'azote. 20