Criblage de structures chimiques : modèles de composants pour l'électronique moléculaire

Screening of molecular wires and switches

• Auteur / Autrice : Cédric Hortholary
• Direction : Christophe Coudret, Jean-Pierre Launay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique moléculaire
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydoréduction

Chimie organométallique

Mots clés libres

Electronique moléculaire$$aCouche auto-assemblée

Chimie organométallique

Transfert d'electrons

Résumé

Le domaine de l'électronique moléculaire suscite un intérêt croissant, aussi bien dans le milieu de la recherche que dans celui de l'industrie. Près de trente années de recherche sur ce thème ont permis de développer des outils théoriques et expérimentaux pour étudier le comportement électrique de molécules susceptibles de remplir, par exemple, les fonctions de fils ou de commutateurs. Durant ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à de telles molécules, tant du point de vue de la synthèse que de celui de la caractérisation de leurs propriétés. Une part conséquente des synthèses réalisées s'appuie sur les propriétés remarquables d'un complexe cyclométallé de ruthénium, qui autorise la mise en œuvre de techniques issues de la chimie organique, comme celles de purification ou de caractérisation. La plupart des molécules obtenues ont été greffées sur des surfaces d'or en couches auto-assemblées. La microscopie à effet tunnel nous a permis de caractériser la morphologie de monocouches électro-actives, avant d'en étudier la réponse cinétique par des techniques électrochimiques. Les constantes de vitesse de transfert électronique hétérogène, à travers des squelettes conjugués de type oligo(phénylèneéthynylène) de différentes tailles, ont ainsi pu être déterminées. Elles renseignent sur l'aptitude de tels oligomères à remplir la fonction de fil moléculaire, et viennent compléter des informations que nous avons obtenues par l'étude de complexes dinucléaires à valence mixte.

Molecular wires and switches are of crucial interest in the growing field of molecular electronics. Most of the syntheses of this type of molecules, presented in this work, are based on the properties of a cationic cyclometallated ruthenium complex, used as a builiding block. A familly of various length, unsaturated and redox active oligo(phenyl)ethynyl (OPE) has been obtained. We have studied the electrical behaviour of these molecules by electrochemical techniques. Experimentally the molecules probed are embedded in a self assembled monolayer, characterised by scanning tunnelling microscopy. By recording the heterogeneous rate constants of OPE, we have determined the distance dependence of the tunneling parameter