Activation électronique de la dynamique de molécules organiques individuelles sur des semi-conducteurs

Electronic activation of the dynamics of individual organic molecules absorbed on semi-conductor

• Auteur / Autrice : Marion Cranney
• Direction : Gérald Dujardin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanotechnologie

Effet tunnel

Mots clés libres

Dynamique des molécules

Résumé

Au cours de cette thèse effectuée au Laboratoire de PhotoPhysique Moléculaire à Orsay au sein de l’équipe ‘‘Nanosciences moléculaires’’, j’ai étudié l’activation électronique, à l’aide du STM, de la dynamique de molécules organiques individuelles adsorbées sur Si(100)-(2x1). Des dynamiques de plus en plus complexes ont été étudiées : le passage de la conformation faiblement chimisorbée à la conformation fortement chimisorbée dans le cas de la molécule de biphényle, la diffusion sur la surface de Si(100) dans le cas de la molécule de stilbène physisorbée et les changements de conformation dans le cas de la molécule d’hexaphényle. Ces résultats illustrent les différentes possibilités pour contrôler la dynamique moléculaire, selon la localisation de l’excitation électronique à l’intérieur de la molécule et selon la conformation d’adsorption de la molécule sur la surface. Cette thèse met aussi en évidence l’irruption de nouvelles problématiques liées à la taille croissante de la molécule. En effet, ces résultats montrent combien l’analyse de la dynamique d’une molécule de la taille de l’hexaphényle devient compliquée, du fait des nombreux endroits d’excitation possibles et des nombreux changements de conformations possibles. De plus, ces résultats posent aussi de nouvelles questions sur la délocalisation de l’énergie d’excitation à l’intérieur de la molécule aux différents stades du processus dynamique.

The work presented in this thesis was carried out in the Molecular Nanoscience group in the Laboratory for Molecular Photophysics. During this thesis, I studied the electronic activation with the STM of the dynamics of individual organic molecules adsorbed on the Si(100)-2x1 surface. The molecular dynamics became progressively more complex as the size of the molecule increased: First, the change in adsorption of the biphenyl molecule from its weakly chemisorbed state to the strongly chemisorbed state. Second, the diffusion of the physisorbed stilben molecule. Third, the conformational changes induced in the hexaphenyl molecule. These results illustrate the different ways in which the molecular dynamics can be controlled depending on the localization of the electronic excitation inside the molecule and also the conformation of the molecule on the surface. This thesis also clearly demonstrates the new problems that arise due to the increasing size of the molecule. Indeed, these results show just how complicated a detailed analysis of the molecular dynamics becomes in the case of the hexaphenyl. This is due to the greater number of possible positions for the excitation combined with the different possible configurations. The results also raise new questions concerning the delocalization and propagation of the excitation within the molecule during the dynamic process.