Soutenance de thèse - Franck Para - 22 Septembre 2020 - Nanostructures organiques en régimes supra-moléculaire et covalent sur substrats diélectriques : propriétés structurales et optiques.
Soutenance de thèse de M. Franck PARA (ED353), dirigée par MMs Christian Loppacher, Franck Bocquet et Laurent Nony:
"Nanostructures organiques en régimes supra-moléculaire et covalent sur substrats diélectriques : propriétés structurales et optiques."
Soutenance prévue le mardi 22 septembre 2020 à 14h00
Lieu : Salle des thèses, Faculté des Sciences Site St Jérôme Aix Marseille Université 52 Avenue Escadrille Normandie Niemen 13013 Marseille
Composition du jury
Mme Touria Cohen-Bouhacina - Présidente
Mme Elizabeth Boer-Duchemin - Rapporteure & Examinatrice
M Benjamin Grevin - Rapporteur & Examinateur
M Christian Loppacher - Directeur de thèse
M Laurent Nony - Co-Directeur de thèse
M Frédéric Chérioux - Invité
M Frédéric Fagès - Invité
Mots-clés :
Microscopie à Force Atomique en mode non-contact (nc-AFM), Spectroscopie de Réflectivité Différentielle (DRS), Synthèse sur surface, Polymérisation radicalaire ; Réseaux moléculaires covalents, Fonction diélectrique
Résumé :
Cette thèse porte sur l’étude de l’influence de la structure de la matière à l’échelle atomique sur ses propriétés macroscopiques. Dans ce contexte, l’équipe Nanostructuration de l’IM2NP s’attache à synthétiser et à caractériser des nano-matériaux organiques fonctionnalisés sur surfaces solides.
Ce travail se concentre spécifiquement sur l’étude des propriétés structurales et optiques de nanostructures organiques obtenues par croissance sur des substrats diélectriques d’halogénures alcalins mono-cristallins, sous ultra-vide et à température ambiante. Les caractérisations expérimentales sont menées en Microscopie à Force Atomique en mode non-contact (propriétés structurales) et en Spectroscopie de Réflectivité Différentielle (propriétés optiques d’absorption UV-visible). Deux régimes très distincts de croissance ont été étudiés, avec, pour chacun d’eux, des molécules différentes.
Le premier système concerne des nanostructures supra-moléculaires de bis-pyrènes sur KCl(001) et NaCl(001). L’étude combinée de leurs propriétés structurales et optiques, depuis le régime sous mono-couche jusqu’au régime multi-couches, permet d’extraire quantitativement la fonction diélectrique des couches aux différents stades de leur croissance.
Le second système concerne une thématique plus récemment découverte dans la communauté : la synthèse sur surface (ou polymérisation sur surface), pour laquelle après adsorption, les molécules se lient entre elles de manière covalente, formant ainsi des nanostructures plus cohésives qu’en régime supramoléculaire. Nous avons ainsi démontré la formation de structures covalentes par polymérisation radicalaire de dimaléimides sur KCl(001) sous illumination UV.
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Organic nanostructures in supramolecular and covalent regimes on dielectric substrates: structural and optical properties
This thesis deals with the study of the influence of the structure of matter at the atomic scale on its macroscopic properties. Thereto, the IM2NP Nanostructuration team masters the synthesis and characterization of functionalized organic nanostructures on solid surfaces.
Specifically, this work focuses on the study of the structural and optical properties of organic nanostructures grown on dielectric single-crystalline alkaly halides substrates under ultra-high vacuum and ambient temperature. Experiments are carried out by non-contact Atomic Force Microscopy (structural properties) and by Differential Reflectance Spectroscopy (optical properties of UV-visible absorption). Two distinct growth regimes have been investigated, with different molecules each.
The first system involves supramolecular nanostructures of bis-pyrenes molecules grown on KCl(001) and NaCl(001). The combined study of their structural and optical properties, from the sub-monolayer to the multilayer regime, allows us to quantitatively extract the dielectric function of the layers at the different stages of their growth.
The second system deals with a more recent topic in the surface science community, namely on-surface synthesis. In this case, upon adsorption, the molecules bind together covalently, which results in nanostructures that are more cohesive than in the supramolecular regime. We have evidenced the formation of covalent structures by free-radical polymers of dimaleimide on KCl(001) under UV illumination.
Keywords
non-contact mode Atomic Force Microscopy, (nc-AFM); Differential Reflectance Spectroscopy (DRS); On-surface synthesis, Radical polymerization, Covalent Organic Network, Dielectric function
