Du fullerène au graphène : études spectroscopiques de l'interaction de systèmes pi-conjugués avec des surfaces solides

• Auteur / Autrice : Francois Bocquet
• Direction : Jean-Marc Themlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des Matériaux, Physique, Chimie et Nanosciences
• Date : Soutenance le 20/03/2012
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Louis Porte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Themlin, Louis Porte, Amina Taleb, Andrea Goldoni, Philippe Sonnet, Thierry Angot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Amina Taleb, Andrea Goldoni

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie de photoélectrons

Spectroscopie de perte d'énergie des électrons

Fullerènes

Graphène

Mots clés libres

Fullerène

Phtalocyanine

Hydrogène

SiC(0001)

Ag(110)

Graphène

Graphane

Ipes

Ups

Xps

ARPES à basse énergie de photon

Dft

Hreels

Leed

Fullerene

Phtalocyanine

Hydrogen

SiC(0001)

Ag(110)

Graphene

Graphane

Ipes

Ups

Xps

Low photon energy ARPES

Dft

Hreels

Leed

Résumé

Nous étudions l'adsorption de molécules de C60 sur deux reconstructions riches en silicium du 6H-SiC(0001) par IPES, UPS et XPS. Nous mettons en évidence que l'adsorption de C60 sur (3*3) est singulière et définit un nouveau type de liaison entre C60 et substrat : liaison covalente forte avec désorption par recuit à haute température et récupération de la reconstruction de surface. Ces expériences illustrent la complexité de la liaison Si-C60 et permettent une nouvelle mise en perspective.En combinant ARPES à basse énergie de photon et DFT sur une monocouche de ZnPc sur Ag(110), nous prouvons que l'effet de ''Umklapp de surface'' est effectif pour un réseau de molécules organiques organisé à grande distance. C'est à dire que les conditions de sortie des photoélectrons de volume sont modifiées par la présence du réseau.Nous démontrons aussi que l'HREELS est une technique de choix pour l'étude de l'adsorption d'hydrogène sur graphène, et l'étude de l'interaction d'un plan de graphène sur un substrat, ici le SiC. En effet l'adsorption (réversible) d'atomes d'hydrogène sur du graphène permet à l'HREELS d'être sensible sous le plan de graphène.

We study by IPES, UPS and XPS the adsorption of fullerene on two silicon-rich reconstructions of 6H-SiC(0001). We show that adsorption of C60 on the (3*3) is singular and defines a new bonding type between C60 and a substrate: covalent bond accompanied by the desorption of molecules and the reconstruction's recovery. Our experiments shed a new light on the Si-C60 bounding complexity and provide new insights.By combining low photon energy ARPES and DFT on a monolayer of ZnPc on Ag(110), we provide a direct evidence that the ''surface Umklapp''' effect is effective for long-range ordered organic films. Namely, the photoelectrons escape conditions are modified by the bare presence of the molecular lattice.We show that HREELS is a convenient tool to investigate the adsorption of hydrogen on graphene and the interaction of graphene with a substrate, SiC in our study. Indeed, the reversible adsorption of hydrogen on graphene permits the HREELS to gain sensitivity below the graphene layer.