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Influence des paramètres physiques sur l’auto-assemblage bidimensionnel de dérivés d’hexa-péri-hexabenzocoronènes étudiés par STM à l’interface liquide-solide
Camille MARIE
IRAMIS-SPCSI
Vendredi 06/11/2009, 14h00

Soutenance salle 55-65/211 (accès par la tour 55, 2ème étage, puis couloir entre les tours 55 et 65), Université Paris 6, Jussieu.

Résumé :

Mon travail de thèse a consisté à étudier les propriétés d'auto-assemblages bidimensionnels de molécules organiques fonctionnelles par microscopie à effet tunnel (STM) à l'interface liquide-solide sur des surfaces telles que le graphite hautement pyrolitique (HOPG) et l'or orienté (111).  Les molécules sélectionnées pour cette étude sont des benzocoronènes fonctionnalisés (HBC pour héxa-peri-hexabenzocoronène) qui sont de larges molécules planes conjuguées possédant des propriétés de phase cristal liquide discotique. Ces molécules présentent un intérêt dans le cadre de l'électronique organique car elles possèdent des propriétés de porteurs de charge remarquables. Ces propriétés dépendent directement de l'ordre supramoléculaire qui est assuré par l'empilement des cœurs via les orbitales π mais aussi par les substituants entourant le cœur conjugué. Si l'ordre supramoléculaire est bien connu dans le volume, il l'est moins sur des surfaces. Afin de comprendre le comportement des ces molécules aux interfaces, nous proposons de caractériser leur arrangement à l'interface liquide-solide. 

Les observations STM révèlent que les HBC peuvent adopter deux positions au regard d'une surface : à plat (face-on) ou bien sur la tranche (edge-on)1,2 Contrôler l'auto-assemblage de ces deux positions reste un défi dans le but de réaliser des matériaux structurés à l'échelle moléculaire. Les dérivés HBC ont alors été déposés par les méthodes de physisorption et de chimisorption. Suivant les substituants, les molécules adoptent différentes phases que nous décrivons en termes d'interactions molécules-molécules et molécules-substrat. Nous avons examiné l'influence des paramètres physiques environnant les molécules tels que la concentration, le solvant, le substrat et la température sur différents dérivés HBC. En particulier, nous avons mis en évidence des transitions de phases par un ajustement de la température.3 Ce travail met en exergue l'intérêt d'ajuster paramètres extérieurs pour contrôler les processus intervenant dans l'auto-assemblage. Ainsi, le choix du solvant de la concentration permet de modifier l'équilibre des interactions molécules-molécules et molécules-substrat tandis que l'ordre moléculaire peut-être amélioré par une variation de la température.

(1) Growth of Long, Highly Stable, and Densely Packed Worm-Like Nanocolumns of Hexa-peri-Hexabenzocoronenes via Chemisorption on Au(111),
Piot L.; Marie, C.; Dou, X.; Feng, X.; Mullen, K.; Fichou, D.
Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 1378.

(2) Hierarchical Self-Assembly of Edge-On Nanocolumnar Superstructures of Large Disc-Like Molecules
Piot, L.; Marie, C.; Feng, X. L.; Mullen, K.; Fichou, D.
Advanced Materials 2008, 20, 3854.

(3) Marie, C.; Silly, F.; Tortech, L.; Muellen, K.; Fichou, D. Chemical Communications 2009, submitted.

 

Contact : Luc BARBIER

 

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