Composés moléculaires conducteurs et magnétiques

Conducting and magnetic molecular compounds

• Auteur / Autrice : Pascal G. Lacroix
• Direction : Olivier Kahn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ions cuivre

Électrochimie

Conducteurs unidimensionnels

Mots clés libres

Magnétisme moléculaire

Chimie d'intercalation

Dinucléaire du cuivre

Cristallogenèse

Tétracyanoquinodiméthane

Résumé

Ce mémoire présente la synthèse et les propriétés physiques de composites moléculaires élaborés à partir de briques magnétiques (dinucléaires du cuivre) et de conducteurs organqiues (TCNQ). Dans le but de réaliser une réelle intéraction entre les électrons magnétiques des centres cuivriques et les électrons de conduction situés sur les empilements TCNQ, nous avons cherché à établir des ponts entre les deux pôles (l'un conducteur, l'autre magnétique) de nos composites au moyen de transferts de charge des entités TCNQ vers les ions cuivriques. Les structures électroniques des matériaux obtenus ont été discutées à partir de leurs propriétés magnétiques (spectres RPE et mesures de susceptibilité) et électriques (mesures de conctivité). Trois familles de matériaux sont à distinguer selon le taux de transfert : la première correspond aux systèmes pour lesquels aucun transfert n'est réalisé ; la deuxième, aux composés qui subissent un transfert partiel ; la dernière regroupe les composés dont les centres métalliques ont été réduits en cuivre(I). La situation du transfert partiel est la plus intéressante. Dans ces matériaux de grande conductivité cohabitent des ions cuivre(II) et cuivre(I). Par ailleurs, des insertions d'entités TTF dans des chalcogénures de phosphore bidimensionnels ont été réalisées. Elles conduisent également à des composites conducteurs et magnétiques.

This thesis reports on the synthesis and the physical properties of molecular materials containing both magnetic units (binuclear copper complexes) and organic conductors (TCNQ). In order to achieve an effective interaction between magnetic electrons (copper ions) and conducting ones (TCNQ stacks), we have built molecular composites in which magnetic and conducting units are present, with partial charge transfer from TCNQ to copper ions. The electronic structures of these materials have been studied with the help of magnetic (EPR spectra and magnetic susceptibility measurements) and electrical (conductivity) properties. Three kinds of materials have been found depending on the amount of charge transfer : the first one corresponds to systems where no charge transfer occurs, the second one to partial charge transfer and the third one to reduced copper(I) complexes. The case of partial transfer is the most interesting ; in this type of materials, copper(II) and copper(I) ions coexist. The materials belonging to this class are highly conducting. Intercalation of TTF molecules in two-dimensional phospho-chalcogenides of manganese and cadmiun has been achieved. Those intercalated phases exhibit interesting magnetic and conducting properties.