Etude par ellipsométrie spectroscopique de transitions thermo-induites du premier ordre dans les solides bistables à transition de spin et analogues du bleu de Prusse

par Edgar Davy Loutete-Dangui

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Kamel Boukheddaden.

Soutenue en 2008

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    Nous avons mené des investigations par ellipsométrie stectroscopique des propriétés thermiques sur la pastille du composé à transition de spin [Fe(NH2-trz)3]Br2 présentant une transition de phase de premier ordre avec hystérésis, dans la gamme de température 263K-358K. Les spectres des angles ellipsométriques, (psi, delta) ont été obtenu dans la gamme de longueur d'onde 200nm-850nm. Les spectres d'absorption et de dispersion obtenus, présentent des points isobestiques localisés respectivement à 240nm et 291nm. La fraction-haut-spin en température a été déduite à partir des aires des courbes d'absorption, nous avons trouvé un excellent accord avec la fraction-haut-spin mesurée en magnétisme sur la même pastille. Nous avons vérifié la validité des données ellipsométriques, par application des relations de Kramers-Kronig qui ont été aisément vérifiées, notamment autour du pic de la bande à transfert de charge métal-ligand localisée à 290nm. Un travail similaire a été effectué sur un composé à transfert de charge, de type Jahn-Teller switch coopératifs (RbMnFe[(CN)6]) présentant une transition de phase structurale du 1er ordre de type Jahn-Teller switch coopératifs. Les spectres des parties réelles et imaginaires de la constante diélectrique ont été obtenu autour de la transition, dans la gamme de température 250K-350K. L'ensemble des résultats prouvent que l'aptitude de l'ellipsométrie à caractériser la transition de spin et la transition structurale de type jahn-teller. C'est une technique non destructive, adaptée à l'étude des couches minces des solides moléculaires commutables, dont les propriétés électroniques varient pendant la transition de phase.

  • Titre traduit

    Spectroscopic ellipsometry investigations of thermally-induced first-order transition in switchable solids of spin-crossover and Prussian blue analogues


  • Résumé

    We investigated by means of spectroscopic ellipsometry the thermal and the optical properties of a pelleted sample of the spin-crossover compound [FE(NH2-trz)3]Br2 wich exhibits a first order phase transition with hysteresis, in the temperature range 263K-358K. The ellipsometric parameters (psi, delta) have been recorded in the optical range 200nm-850 nm. The corresponding absorption and dispersion spectra show temperature-invariant isobestic point located at 240nm and 290nm, respectively. We found that the high-spin-fraction data, derived from the integrated absorption curves, are in excellent agreement with the magnetic data recorded on the same sample. We also investigates the consistency of the optical data by application of the Kramers-Kronig relations, wich are the well obeyed notably around the peak of the metal-ligand charge-transfer band located at 290nm. The same study was also used on a pelleted sample of rubidium manganese hexacyano-d=ferrate (RbMn[Fe(CN)6]), wich exhibits a structural induced first-order phase transition. Optical spectra of the real and imaginary parts of the complex dielectric constant have been recorded in the whole relevant interval of temperature, i. E. 250K-350K around the transition. All these results demonstrate that the spectrometric ellipsometry is well adapted to characterize the spin-crossover transition and the Jahn-Teller phase transition. We also expect that this non-destructive technique will be highly relevant to investigate the physical properties of thin films of switchable molecular solids, involving a change in the electronic properties upon a thermally induced phase transition.

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