Electronic and magnetic properties of hybrid interfaces : from single molecules to ultra-thin molecular films on metallic substrates

Propriétés électroniques et magnétiques d'interfaces hybrides : des molécules isolées aux films moléculaires ultra-minces sur des substrats métalliques

• Auteur / Autrice : Manuel Gruber
• Direction : Éric Beaurepaire, Wulf Wulfhekel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 28/11/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Karlsruher Institut für Technologie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Mébarek Alouani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kirill Melnikov, Philippe Ohresser
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pietro Gambardella, Richard Berndt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spintronique

Électronique moléculaire

Kondo, Effet

Métaux -- Surfaces

Matériaux hybrides

Phtalocyanines

Mots clés libres

Spintronique organique

Transition de spin

Phtalocyanine

Fe(phen)2(NCS)2

Couplage d’échange

Spinterface

Effet Kondo

Spectroscopie d’absorption des rayons X

Dichroïsme circulaire magnétique de rayons X

Microscopie à effet tunnel

Organic spintronic

Spin crossover

Phthalocyanine

Fe(phen)2(NCS)2

Exchange bias

Interlayer exchange coupling

Spinterface

Kondo effect

X-ray absorption spectroscopy

Scanning tunneling microscopy

X-ray magnetic circular dichroism

Résumé

Comprendre les propriétés des interfaces molécules/métaux est d’une importance capitale pour la spintronique organique. La première partie porte sur l’étude des propriétés magnétiques de molécules de phtalocyanine de manganèse. Nous avons montré que les premières couches moléculaires forment des colonnes avec un arrangement antiferromagnétique sur la surface de Co(100). Ces dernières mènent à de l’anisotropie d’échange. La seconde partie porte sur l’étude d’une molécule à transition de spin, la Fe(phen)2(NCS)2, sublimée sur différentes surfaces. Nous avons identifié les états de spin d’une molécule unique sur du Cu(100). De plus, nous avons commuté l’état de spin d’une molécule unique pourvu qu’elle soit suffisamment découplée du substrat.

Understanding the properties of molecules at the interface with metals is a fundamental issue for organic spintronics. The first part is devoted to the study of magnetic properties of planar manganese-phthalocyanine molecules and Co films. We evidenced that the first molecular layers form vertical columns with antiferromagnetic ordering on the Co(100) surface. In turn, these molecular columns lead to exchange bias. The second part is focused on the study of a spin-crossover complex, Fe(phen)2(NCS)2 sublimed on different metallic surfaces. We identified the two spin states of a single molecules on Cu(100). By applying voltages pulses, we switched the spin state of a single molecule provided that it is sufficiently decoupled from the substrate.