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Anisotropie magnétique et transition de spin aux interfaces molécule-métal
No full textL'utilisation de matériaux organiques pour l'électronique de spin suscite actuellement un fort intérêt. En effet, le long temps de diffusion de spin, la possibilité de manipuler l'état de spin d'une molécule ainsi que son interaction avec une surface magnétique offrent a priori de nouvelles possibilités pour la réalisation de nouveaux dispositifs d'électronique de spin. L'incorporation dans des dispositifs de molécules possédant deux états de spin nécessite la compréhension du phénomène de transition de spin une fois que les molécules sont en contact direct avec des surfaces métalliques.L'objectif de ce travail de thèse est l'étude des interfaces molécule-métal. Dans une première partie, nous avons étudié le magnétisme d'interfaces ferromagnétique-organique en utilisant différentes molécules et différents métaux ferromagnétiques. Nous nous sommes particulièrement intéresses a l'anisotropie magnétique dans ces systèmes. Dans une deuxième partie, nous avons étudié le phénomène de transition de spin moléculaire en contact avec une surface métallique. La spectroscopie d'absorption et le dichroïsme magnétique des rayons x ont d'abord permis de mettre en évidence cette transition à l'échelle globale ensuite, nous avons utilise la microscopie a effet tunnel pour étudier ce phénomène à l'échelle moléculaire dans un cristal 2d de molécule. Nous avons notamment observe la dynamique de la transition sous irradiation laser pour la première fois à l'échelle moléculaire.The use of organic materials in spintronic devices has recently raised a lot of interest. Large spin diffusion time in organic materials along with the flexibility of manipulating the spin state of the molecule and their interaction with the ferromagnetic metal electrode offers new functionalities in molecular spintronics. Understanding the spin crossover (sco) phenomenon for spin active molecules attached to metallic substrate is also necessary for a primary step towards device application.The main goal of the thesis work was to study these molecule—metal interfaces. In one part, we have studied the magnetism of the organic—ferromagnetic interface with different molecules and different ferromagnetic metals. The study was mainly focused on the magnetic anisotropy at the molecule-metal interfaces. In other part, we focused on the spin crossover phenomena of sco molecules attached to metallic substrates. X—ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism techniques enabled us to study globally the spin crossover phenomenon. Using scanning tunneling microscopy we were able to study the sco phenomena at the single molecular level in a 2d crystal of molecules on a metal substrate. We have then studied locally the dynamics of the spin transition phenomenon upon laser exposure on a single 2d layer molecular crystal
Magnetic Anisotropy and Magnetization Reversal in Self-Organized Two-Dimensional Nanomagnets
No full textCommutation et propriétés magnétiques des interfaces entre molécules à transition de spin et métaux
No full textLes molécules de type Spin-Crossover sont une classe importante de matériaux de commutation multifonctionnels qui changent de manière réversible leur état de spin, de l'état bas spin à l'état de haut spin, et de nombreuses autres propriétés physiques : optiques, magnétiques, conductivité et propriétés mécaniques, lors d'une perturbation externe. En raison de leur multifonctionnalité et de la bistabilité dérivant de l'existence de deux états de spin, les molécules SCO ont été proposées comme blocs de construction prometteurs pour une variété d'applications technologiques telles que le stockage d'informations, les capteurs, l'affichage numérique, etc. Cependant, l'incorporation d'un tel matériau dans des dispositifs à l'échelle nanométrique nécessite une compréhension approfondie des propriétés de transition de spin pour les couches moléculaires déposées sur divers substrats. Ces dernières années, des physiciens et des chimistes ont déployé des efforts considérables pour synthétiser des SCO évaporables sous vide qui peuvent être déposés sur des surfaces et pour caractériser la transition de spin sur les surfaces, sous l'effet de divers stimulis externes. Les travaux sur les couches ultra-minces de SCO sur des métaux, ferromagnétiques ou non, sont cependant assez rares, en raison de la fragilité de ces molécules qui peuvent subir une décomposition et/ou un blocage d'état de spin lorsqu'elles sont adsorbées sur des surfaces. Au cours de ce travail de thèse, nous avons principalement utilisé les molécules Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 qui sont l'une des seules molécules SCO actives évaporables sous vide sur substrat métallique. La question centrale de ce travail est la suivante : Comment la transition de spin et les propriétés magnétiques de la molécule Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 sont-elles modifiées en contact avec des surfaces métalliques, semi-métalliques et ferromagnétiques ? Le premier chapitre de la thèse est consacré à la présentation des molécules SCO. Dans la première partie, la commutation induite par la chaleur, la lumière et les rayons X pour les molécules en vrac est détaillée. Dans la seconde partie, nous discutons, molécule par molécule, les avancées réalisées ces dernières années dans le domaine des SCO évaporables sous vide sur surface, des films épais aux films ultraminces. Pour ce travail de thèse, nous avons principalement utilisé deux techniques expérimentales complémentaires, à savoir la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) et la microscopie à effet tunnel (STM) qui sont présentées dans le deuxième chapitre. Nous présentons également la molécule que nous avons utilisée et d'autres aspects techniques comme la préparation du substrat, les techniques de dépôt de la molécule et du métal sous ultravide. Les résultats obtenus au cours de ce travail de thèse sont décrits dans les quatre derniers chapitres. Nous nous intéresserons tout d'abord aux propriétés de commutation thermique (chapitre 3) et induite par la lumière (chapitre 4) du Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2adsorbé soit sur des substrats métalliques soit sur HOPG. Nous discuterons ensuite dans le chapitre 5 de l'anisotropie magnétique des molécules de Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 dans des films moléculaires 2D adsorbés sur Cu(111). Enfin, nous ferons état dans le chapitre 6 de leur adsorption et de leur couplage sur des substrats ferromagnétiques.Spin-crossover (SCO) molecules are an important class of multifunctional switching materials that change reversibly their spin-state from low spin (LS) to high spin (HS) states, and many other physical properties: optical, magnetic, conductivity and mechanical properties, upon external perturbation. Due to their multifunctionality and the bistability deriving from the existence of two spin-states, the SCO molecules have been proposed as promising building blocks for a variety of technological applications such as information storage, sensors, digital display, and so on. However, the incorporation of such a material in nanoscale devices requires a deep understanding of the spin transition properties for molecular layers deposited on various substrates. In the last years, a considerable effort was made by physicists and chemists to synthesize vacuum-evaporable SCO which can be deposited on surfaces and also to characterize the spin transition on surfaces, under various external triggers. Works on ultrathin SCO layers on metals, ferromagnetic or not, are however rather scarce, due to the fragility of such molecules which can undergo a decomposition and/or a spin-state blocking when adsorbed on surfaces. During this thesis work, we mainly used Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 molecules which are one of the only reported active vacuum-evaporable SCO molecule on metallic substrate. The central question of this work is: How the spin transition and the magnetic properties of the Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 molecule are modified in close contact with metallic, semi-metallic and ferromagnetic surfaces ? The first chapter of the thesis is dedicated to the presentation of SCO molecules. In the first part, the thermal-, light- and X-ray-induced switching for molecules in bulk is detailed. In the second part, we discuss, molecule by molecule, the advances made in the recent years in the field of vacuum-evaporable SCO on-surface, from thick films to ultrathin films. For this thesis work, we mainly used two complementary experimental techniques, namely X-ray absorption spectroscopy (XAS) and Scanning Tunneling Microscopy (STM) which are presented in the second chapter. We also present the molecule we have used and other technical aspects like the substrate preparation, molecule and metal deposition techniques under ultrahigh vacuum. The results obtained during this thesis work are described in the four last chapters. We will first focus on the thermal- (chapter 3) and light-induced (chapter 4) switching properties of Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 adsorbed either on metallic substrates or on HOPG. We will then discuss in chapter 5 the magnetic anisotropy of the Fe(3,5-(CH3)2pz)BH)2 molecules in 2D molecular films adsorbed on Cu(111). Finally, we will report in chapter 6 on their adsorption and coupling on ferromagnetic substrates
AUTO-ORGANISATION SUR LES SURFACES CRISTALLINES ET APPLICATIONS A LA CROISSANCE DE NANOSTRUCTURES
No full textPARIS7-Bibliothèque centrale (751132105) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF
Self-Assembly of Nanoalloys
No full textInternational audienceIn this chapter, we focus on the use of inorganic nanocrystals (nanoalloys or homogeneous) as building blocks to elaborate a new class of materials with unique properties compared to the single nanoparticles or solid materials. Chemical and physical approach of the self-organization are then presented and discussed
Electrochemical behaviour of the Au(111) vicinal faces; \111\ stepped surfaces
No full textThe Au(332) and Au(776) facets forming on Au(554) and Au(775) faceted vicinal faces have different electrochemical behaviours. The electrochemical study in NaF solutions of the Au(776) face reveals that the whole of the (111) steps of an Au(776) surface have the same electrochemical behaviour as the Au(332) face. On the other hand, the (111) terraces of Au(776) behave differently from the large (111) terraces of an Au(111) single-crystal electrode. The atomic reconstruction of the (111) terraces of the Au(776) facets, observed by vacuum STM, completely disappears in contact with the solution, whereas the reconstruction of the wide (111) terraces of a Au(111) single-crystal does not disappear completely. Measurements of the differential capacity C(E) also showed that faceted or non-faceted surfaces of Au(554) and Au(775) faces had the same electrochemical behaviour. This implies that non-faceted surfaces consist of Au(332) and Au(111)(1 x 1) domains that have independent electrochemical behaviours
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