Thèse soutenue

Fonctionnalisation non covalente de structures nano-carbonées : une étude DFT

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Auteur / Autrice : Tao Hu
Direction : Iann Gerber
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physico-Chimie Théorique
Date : Soutenance le 06/05/2013
Etablissement(s) : Toulouse, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et chimie des nano objets (Toulouse ; 2007-....)
Jury : Président / Présidente : Bertrand Raquet
Examinateurs / Examinatrices : Jinbo Bai, Marc Monthioux, Pascal Puech
Rapporteur / Rapporteuse : Chris Ewels, Luc Henrard

Mots clés

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Résumé

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Le dopage non covalent de nanostructures carbonées par transfert de charge depuis/vers des molécules donneuses ou acceptrices (EDA) ou bien par des molécules d’acide sulfurique H2SO4, est considéré comme potentiellement intéressant pour de nombreuses applications. Parmi celles-ci on peut citer: capteur chimique, transistor à effet de champ, et d’autre l'électronique. Cependant, d'un point de vue théorique, on en sait peu au sujet de ces processus de transfert de charge par électrons ou par trous.Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’interaction entre des molécules d’acide sulfurique et des nanostructures modèles, car elles sont capables de doper des nanotubes, de s’intercaler dans le graphite et même d’aligner les tubes dans une phase nématique, ce qui pourrait mener à la création de matériaux composites à forte valeur ajoutée.Bien que certaines études théoriques DFT ont été menées récemment, leurs résultats restent source de confusion. Par exemple, même s’il est rapporté un transfert de charge entre une molécule de H2SO4 et un plan de graphène, tous nos efforts pour reproduire ces calculs ont été infructueux. Nous proposons dans ce travail de thèse, un mécanisme de réaction qui expliquent la ''protonation'' des parois du tube, tel que proposé dans la littérature. Enfin nous proposons un scénario possible pour une meilleure compréhension de la structuration à grande échelle des molécules d'acide autour de points d'ancrage, telles que des défauts, de la structure carbonée