Incorporation de composés à conversion de spin dans des dispositifs d'électronique moléculaire à base de films minces

Incorporation of Spin CrossOver compounds into film-based molecular electronics devices

• Auteur / Autrice : Margaux Penicaud
• Direction : Patrick Rosa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 01/06/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Cyril Aymonier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Heutz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Manuel Gruber, Amandine Bellec

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fer -- Composés

Nanotechnologie

Mots clés libres

Conversion de spin

Films minces

Scorpionates

Dispositifs électroniques moléculaires

Magnétisme moléculaire

Spin CrossOver

Thin films

Scorpionates

Molecular devices

Molecular magnetism

Résumé

Comprendre comment la nanostructuration de composés à conversion de spin (SCO) influence leur comportement vis à vis de la température, la lumière ou un champ électrique, et induit un changement de leurs propriétés physiques (optiques, structurales, électroniques), est un prérequis indispensable pour pouvoir utiliser ces matériaux au sein de dispositifs électroniques complexes. Les recherches réalisées jusqu'à présent ont été concentrées sur l'étude de nanoparticules ou de films pour leurs propriétés de transition de spin intrinsèques, par exemple en se focalisant sur la préservation des propriétés d'hystérèse thermique et/ou de photocommutabilité. La diversité des paramètres expérimentaux employés lors de la mise en forme des complexes SCO (épaisseurs des films, méthodes de déposition, température, type de substrats et architectures des dispositifs) rend difficile la généralisation des résultats et mène parfois même à des conclusions apparemment contradictoires. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif d'étudier la structure et les propriétés de films minces de composés SCO préparés soit par sublimation soit par greffage. Ce travail est centré sur les complexes de Fe(II) à base de ligands scorpionates, qui sont une famille emblématique parmi les composés SCO sublimables. Il apporte des éléments de compréhension concernant la fonctionnalisation de ces ligands et la mise en forme des complexes associés sur des substrats conducteurs, en vue de leur intégration dans des dispositifs électroniques.

Understanding how the nanostructuration of spin-crossover compounds (SCO) influences their behavior with respect to temperature, light or an electric field, and induces a change in their physical properties (optical, structural, electronic), is an essential prerequisite to be able to use these materials in complex electronic devices. The research carried out so far has been concentrated on the study of nanoparticles or films for their intrinsic spin transition properties, for example by focusing on the preservation of thermal hysteresis and/or photoswitchability properties. The diversity of experimental parameters used during the processing of SCO complexes (film thicknesses, deposition methods, temperature, type of substrates and device architectures) makes it difficult to generalize the results and sometimes even leads to apparently contradictory conclusions. In this context, this thesis aims to study the structure and properties of thin films of SCO compounds prepared either by sublimation or by grafting. This work focuses on Fe(II) complexes based on scorpionate ligands, which are an emblematic family among sublimable SCO compounds. It provides elements of understanding concerning the functionalization of these ligands and the shaping of the associated complexes on conductive substrates, in view of their integration into electronic devices.