Etude par microscopie à force atomique en mode non contact et par microscopie à sonde de Kelvin de dérivés du Triphénylène sur KBr(001) dans l'ultra vide

摘要

L'imagerie de molécules adsorbées sur des surfaces isolantes est l'un des défis actuels pour les nanosciences et l'électronique moléculaire. L'instrument de choix pour imager une surface isolante et obtenir la résolution atomique est le microscope à force atomique en mode non contact (NC-AFM). Plus récemment, la microscopie Kelvin (KPFM), qui permet de caractériser certaines des propriétés électriques de surface est devenue une technique complémentaire au NC-AFM. Cette thèse s'inscrit dans un programme de recherche visant à imager des molécules uniques sur des surfaces d'isolants massifs, l'objectif ultime étant de connecter la molécule à des électrodes métalliques afin de construire un dispositif à molécule unique. Une difficulté importante pour y parvenir est d'immobiliser la molécule. En effet, à température ambiante, la barrière de diffusion de la plupart des molécules sur surface isolante est trop faible et leur vitesse de diffusion trop élevée pour qu'elles puissent être imagées. La surface de KBr(001) a été choisie pour ces expériences, pour la simplicité de sa préparation et la relative facilité à obtenir la résolution atomique en NC-AFM. Les molécules imagées dans cette thèse ont été conçues et synthétisée au laboratoire dans le but d'interagir fortement avec la surface par interaction électrostatique. Elles sont basées sur un cœur polyaromatique tryphénylène plan équipé de six groupes polaires. La molécule d'hexamethoxytriphénylène équipée de 6 groupes -O-CH3, a été imagée en NC-AFM pour différents taux de couverture. Pour les taux de couverture importants, les images obtenues seront comparées à la structure cristalline connue du cristal moléculaire correspondant. La molécule d'hexacyanopropyloxytriphénylène, équipée de 6 groupes -O-C3H6CN a été imagée en NC-AFM et en KPFM pour différents taux de couvertures. Les contrastes Kelvin obtenus pour différentes monocouches ou îlots sur la surface de KBr(001) seront présentés et discutés. Enfin, des images démontrant la manipulation contrôlée de la molécule d'hexacyanopropyloxytriphénylène sur la surface de KBr(001) seront présentées.