Caractérisations optiques, morphologiques et électriques d'oligoanilines : application pour les capteurs

Optical, morphogical, and electrical characterizations of the oligoanilines : application for sensors

• Auteur / Autrice : Elias Fayad
• Direction : Guy Louarn, Mohamed Zoaeter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centrale Nantes - École nationale supérieure des mines (Nantes ; 1990-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Couches minces

Conducteurs organiques

4-Phényldiazényl-aniline

Résumé

L'objectif majeur de cette thèse vise à déterminer les mécanismes de dopage des oligoanilines et trouver les meilleures conditions d'élaboration de couches minces d'oligoanilines en vue de leur intégration comme matériaux actifs dans les capteurs. Dans un premier temps nous présentons une étude spectroélectrochimique des oligoanilines en solution afin de déterminer leur structure électronique à l'état neutre puis de suivre les modifications de cette structure électronique lors de l'oxydation et de la protonation. A l'aide de ces différents résultats, nous avons pu faire correspondre les variations de position des bandes Raman observées avec les variations des constantes de forces considérées. L'interprétation de ces ajustements nous a amenés à proposer des schémas réactionnels. Ensuite nous présentons les caractérisations cristallographique et optique de monocristaux de terphényldiamine. Deux structures sont ainsi mise en évidence et caractérisées finement, travail déterminant pour l'étude des oligoanilines déposées en couches minces. Les paramètres de dépôts des couches minces sont alors présentés et l'étude de ces couches est réalisée par microscopie à force atomique, microscopie électronique à balayage et enfin par spectroscopie Raman. L'influence des conditions de mise en oeuvre sont mise en avant ainsi que les conséquences sur la morphologie et la nature des espèces dopées. Finalement, après une étude bibliographique sur les capteurs et sur les modèles de conduction dans les polymères et les oligomères conducteurs, une étude des propriétés électriques en fonction du dopage par vapeurs et en fonction de la température est présentée.

Objective of this thesis aim to determine the doping mechanisms of the oligoanilines and to find the best conditions of elaboration of the oligoanilines thin films in order to integrate them as an actives materials in the sensors. Initially, we present a spectroelectrochemical study of the oligoanilines in solution in order to determine their electronic structure in the neutral states then to follow the modifications of this electronic structure at the time of the oxidation and the protonation. With the help of (Using) these different results, we could make correspond the variations of position of the Raman shifts observed with the variations of the considered force constants. The interpretation of these adjustments brought us to propose a reactional diagrams. Then, we present the crystallographic and optical characterizations of the single crystals of terphényldiamine. Two structures are thus placed in a prominent position, and delicately characterized, determinant work for the study of oligoanilines deposed in thin films. The deposition parameters of thin films are then presented, and the study of these films is realised by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, and at last by Raman spectroscopy. The influence of the conditions of carrying into effect are set ahead as well as the consequences on the morphology, and the nature of doped species. Finally, after a bibliographical study on the sensors, and on the conduction models in the polymers and the conducting oligomers, a study of the electrical proprieties in function of doping by vapours and in function of the temperature is presented.