Molécules isolées et auto-assemblées sous vide sur des surfaces - Élaboration, propriétés et applications

1 - Contexte

2 - Techniques d'observation

• 2.1 - Microscope à effet tunnel (STM)
  Figure 1 - Principe de fonctionnement d'un microscope à effet tunnel (STM)
• 2.2 - Microscope à force atomique (AFM)
  Figure 2 - Principe de fonctionnement d'un microscope à force atomique (AFM)

3 - Molécules isolées

• 3.1 - Imagerie haute résolution par STM
  Figure 3 - Image STM d'une molécule unique de porphyrène sur une surface semi-conductrice [6]
• 3.2 - Imagerie haute résolution par SP-STM
  Figure 4 - Influence du champ magnétique sur des phtalocyanines de cobalt [7]
• 3.3 - Imagerie très haute résolution par NC-AFM
  Figure 5 - Comparaison des images STM et NC-AFM sur une molécule de pentacène [9] Figure 6 - Densité électronique sur une molécule de naphtalocyanine par NC-AFM

4 - Systèmes auto-assemblés

• 4.1 - Couches auto-assemblées sur les métaux : au-delà de la chimie supramoléculaire
  Figure 8 - Comparaison des auto-assemblages supramoléculaires et de coordination par STM [13] [14] Figure 9 - Auto-assemblage covalent sur Ag(100) par polymérisation [16] Figure 10 - Élaboration de nanoruban de graphène de largeur contrôlée [17]
• 4.2 - Systèmes auto-assemblés sur les semi-conducteurs
  Figure 11 - Auto-assemblage nano-poreux sur une surface de Si(111)-B (15 x 15 nm2) [18]
• 4.3 - Systèmes auto-assemblés sur les isolants
  Figure 12 - Images AFM d’un auto-assemblage covalent obtenu sur isolant [19]
• 4.4 - Auto-assemblages de polymères conjugués
  Figure 13 - Image NC-AFM de l’auto-assemblage de chaînes de poly(3-hexylthiophène) adsorbées sur HOPG [21]
• 4.5 - Catalyse énantiosélective
  Figure 14 - Exemples de domaines chiraux déposés sur Au(111) [23]

5 - Mouvement moléculaires et manipulation

• 5.1 - Nanomachines
  Figure 15 - Images STM montrant la molécule “nanocar” et sa trajectoire au cours du temps sur une surface d’or [25]
• 5.2 - Réseau d’engrenages moléculaires
  Figure 16 - Réseau d'engrenages moléculaires organisé sur une surface [26] Figure 17 - Rotation réversible du troisième étage de la molécule induite par une faible modification de la tension de − 2,9 à − 2,5 V [26]
• 5.3 - Molécules en rotation dans un nanopore
  Figure 18 - Réseau de rotors supramoléculaires [27]
• 5.4 - Manipulation d’oligomères conducteurs
  Figure 19 - Conduction dans un brin unique de polymère conducteur [28]
• 5.5 - Isomérisation de molécules
  Figure 20 - Isomérisation activée par STM d'un réseau supramoléculaire [29]

6 - Conclusions et perspectives