Matériaux moléculaires piézo-, thermo-, photo-sensibles : corrélations structures-propriétés

par Frédéric Legac

Thèse de doctorat en Physico-Chimie de la Matière Condensée

Sous la direction de Philippe Guionneau.

Soutenue le 12-12-2008

à Bordeaux 1.


  • Résumé

    Le phénomène de transition de spin correspond au changement d’état de spin d’un ion de transition sous l’action d’une perturbation extérieure (T, P, B, h?), entraînant à l’échelle tant microscopique que macroscopique un changement radical des propriétés optiques, magnétiques, structurales. Cette commutation peut être induite à température ambiante et offre ainsi de nombreuses perspectives d’application dans des domaines tels que l’électronique moléculaire. Les caractéristiques de transition de spin sont fortement corrélées aux propriétés d’organisation à l’échelle atomique, i.e. les propriétés structurales. Pour parvenir à une meilleure compréhension des comportements de ces matériaux, ce travail de thèse a privilégié l’approche structurale, par diffraction RX et neutronique, avec un intérêt particulier sur l’influence de la pression sur la transition de spin. Ce travail a ainsi pu caractériser pour la première fois une rupture de liaison métal-ligand à l’état solide réversible au sein d’un complexe macrocyclique hepta-coordiné à transition de spin et améliorer la compréhension de ses exceptionnelles propriétés magnétiques. Une étude systématique de l’effet de la pression sur une même famille de composés à transition de spin a mis en évidence une disparité importante des comportements magnétiques sous pression. Par ailleurs ce travail a mis en évidence de l’importance de la topologie des liaisons de type hydrogène au sein d’un matériau moléculaire luminescent.

  • Titre traduit

    Piezo-, thermo-, photo-chromic molecular materials : structure-properties correlations


  • Résumé

    The spin crossover phenomenon corresponds to the spin state change of a transition ion under the influence of an external stimulus (T, P, B, h?), leading to a dramatic change of the optical, magnetic and structural properties at the microscopic and macroscopic scale. This commutation can be induced at room temperature and therefore allows a lot of applications in such areas as molecular electronics. The spin transition characteristics are strongly correlated to the properties of the organisation at the atomic scale, i.e. the structural properties. To reach a better understanding of the behaviours of these materials, this PhD work focused on the structural approach, using both X-ray and neutron diffraction, with a special interest on the influence of the pressure on the spin transition. And so, this work characterised for the first time a reversible metal ligand bound break in the solid state for a seven-coordinated macrocyclic spin transition complex and lead to a better understanding of its unusual magnetic properties. A systematic study of the pressure effects on a family of spin transition compounds evidenced an important discrepancy of the magnetic behaviours under pressure. Besides, this work evidenced the importance of the topology of the hydrogen-like bonds in a luminescent molecular material.


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