Resumé

Avec près de dix publications par jour, un financement sans précédent de la Commission Européenne (Flagship -FET) et des initiatives à grande échelle aussi bien en Asie qu’en Europe, le graphène est actuellement l’un des sujets les plus chauds de la physique de la matière condensée. L’intérêt pour le graphène a été revitalisé au milieu des années 2000 par la mesure de leurs propriétés électroniques exceptionnelles et la réalisation que ce feuillet unique de graphite est particulièrement intéressant pour les applications électroniques, à la suite des nanotubes de carbone (une bande de graphène enroulée dot l’étude avait commence dix ans auparavant).

Le graphène présente une combinaison originale et sans précédent de propriétés: c’est le matériau le plus fin, il possède une très forte mobilité électronique alliée à une transparence optique, a une grande résistance mécanique tout en étant flexible, est une membrane imperméable, peut être fonctionnalisé, constitue une bonne interface avec la biologie, etc. Comme les nanotubes de carbone, la topologie des nanostructures de graphène (2D, 1D, 0D) détermine leurs propriétés électroniques, ce qui ouvre un large domaine d’études et d’applications en (opto)électronique, spintronique, capteurs, catalyse, en chimie, biologie et comme matériau structurel. Les études sur le graphène soulèvent aussi des questions fondamentales liées aux états protégés, comme dans les isolants topologiques, et se généralisent aux autres classes de matériaux 2D (composés exfoliables)

Contexte scientifique et objectifs de l’école

Dans ce domaine à évolution rapide, 10 ans après les publications pionnières dans le graphène et 20 ans après la première description des nanotubes de carbone, de nouveaux concepts ont émergé, sur les plans expérimentaux et théoriques. Il est donc opportun de proposer une formation complète et cohérente qui fournira une base scientifique solide pour les jeunes chercheurs dans le domaine du graphène et des nanostructures carbonées (autres systèmes 2D, structures hybrides, isolants topologiques).

Cette école est organisée par le groupement de Recherche International « graphène et nanotubes : science et applications » (GdR-I GNT). Le GdR – I est un réseau international de coordination des recherches sur les nanotubes de carbone et plus récemment le graphène. Il rassemble des partenaires européens, canadiens et américains (http://www.graphene-nanotubes.org/) depuis 1998. Cette école sera la troisième organisée par le GdR-I à Cargèse ; elle fait suite à une école sur les nanotubes de carbone en 2006 (http://www.lps.u-psud.fr/Colloques/NTCargese2006) et sur le graphène en 2010 (http://www.graphene-nanotubes.org/fr/previous-events/nanotubes-summer-school.html).