La Graduate School Physique de l’Université Paris-Saclay a décerné son prestigieux Prix de Thèse à Eva Desgué pour ses résultats novateurs sur la croissance de matériaux 2D et la fabrication de dispositifs infrarouge, une thèse menée de 2021 à 2024 sous la direction de Abdelkarim Ouerghi, département matériaux, équipe MAT2D du C2N, et encadrée par Pierre Legagneux, Thales Research & Technology.
Réalisée dans le cadre d'une thèse CIFRE entre Thales, le C2N et l'Université Paris-Saclay, sa recherche marque une avancée dans la maîtrise des matériaux bidimensionnels, ouvrant la voie à une nouvelle ère pour les dispositifs optoélectroniques de haute fréquence .
Eva Desgué intègre le laboratoire de micro et nano physique (LMNP) de Thales Research & Technology (TRT) pour son Master 2 en 2021. Encadrée par Pierre Legagneux, expert en nanodispositif chez Thales, elle débute sa thèse à la croisée du monde industriel et de la recherche fondamentale. Intitulée « Contrôle des propriétés structurelles et électriques des films de PtSe₂ bicouche à multicouche synthétisés par épitaxie par jet moléculaire pour des dispositifs optoélectroniques de haute performance », la thèse d’Eva s’articule autour du le diséléniure de platine (PtSe₂).
Le PtSe₂ appartient à la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMD). Ce matériau « bidimensionnel » possède des propriétés électroniques et optiques puissantes, particulièrement recherchées pour fabriquer des photodétecteurs infrarouges. Pour mener à bien ses travaux, Eva a exploité un instrument aussi stratégique que précieux : le réacteur de croissance de Thales. Installé dans la Salle Blanche du C2N, ce bâti exige une rigueur absolue pour maintenir ses performances.
C'est dans ces lieux qu’Eva a conduit ses travaux de thèse sur la croissance cristalline.
Qu'est-ce que la croissance ? En nanotechnologie, la « croissance » par épitaxie par Jet Moléculaire désigne le procédé qui consiste à fabriquer un matériau atome par atome, ou couche par couche. Dans un vide ultra-poussé, on projette des jets de molécules, comme ici avec le platine et le sélénium, vers un substrat chauffé. Les atomes viennent s'y organiser parfaitement pour former un film cristallin. C’est l’équivalent technologique de la construction d'un édifice en posant méticuleusement chaque brique à l'échelle atomique. Les travaux d’Eva démontrent notamment l’importance clé de l’organisation atomique des films pour leurs propriétés électriques.
Si la Graduate School Physique de l'Université Paris-Saclay a choisi de couronner ces travaux, c’est parce qu’elle a franchi plusieurs verrous scientifiques. Elle a obtenu des films de PtSe2 aux propriétés électriques exceptionnelles, permettant ainsi de démontrer un photodétecteur à 1.55 µm avec une bande passante record de 60 GHz et le tout premier mixer optoélectronique à base d’un TMD avec, de plus, un bande passante supérieure à 30GHz.
1.55µm photodetector based on PtSe2 directly grown on 2-inch sapphire exhibiting a 60GHz bandwidth
Photodétecteur 1.55 µm à base de PtSe2 directement synthétisé sur un substrat de saphir 2 pouces montrant une largeur de bande de 60 GHz
En 2025, à l’issue de ce travail de thèse innovant, Eva a pu intégrer de façon permanente le Groupe de Physique de Thales Research & Technology, en tant qu’ingénieure de recherche spécialisée matériaux.
Pour découvrir l'ensemble de ces travaux et approfondir le sujet, nous vous invitons à consulter le manuscrit de thèse ainsi que les publications associées ci-dessous :
- Thèse « Contrôle des propriétés structurelles et électriques des films de PtSe₂ bicouche à multicouche synthétisés par épitaxie par jet moléculaire pour des dispositifs optoélectroniques de haute performance » ▶️ à lire par ici : https://theses.hal.science/tel-04920430
Autres articles :
- Hybridization in van der Waals Epitaxy of PtSe2/h-BN and PtSe2/Graphene Heterostructures DOI: 10.1021/acsnano.5c09244
- Epitaxial growth and electronic properties of quasi-free-standing rhombohedral WSe2 bilayers on cubic W(110) DOI: 10.1103/xs47-7hky
